一種干式空心電抗器損耗檢測方法及其檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電抗器檢測技術，特別是涉及一種干式空心電抗器損耗檢測方法，還 涉及使用上述干式空心電抗器損耗檢測方法的檢測裝置。
【背景技術】
[0002] 電抗器作為電力系統的重要組成部分，在提高供電質量方面起著重要作用。現有 電抗器損耗檢測方法是采用電抗器損耗測量設備對電抗器的耗損進行測量，在電抗器行 業，國際公認的電抗器損耗測量設備是美國鳳凰公司生產的9901A電橋，但是在檢測時其 存在以下不足之處：
[0003] ⑴電抗器的損耗通常占其額定容量的3%。~2%，且要求對電壓、電流的量程達到 額定，電壓和電流值直接從儀表上讀出，由于儀表讀數存在誤差，而損耗一般屬于儀表測量 誤差范圍內，因此會影響損耗測量的正確性。
[0004] ⑵電抗器的損耗與外施電壓有關，當電源存在電壓抖動時，無法從儀表上正確讀 取電壓值，且損耗與電壓的平方成正比，電壓誤差越大，所得損耗的誤差就越大。
[0005] ⑶電源的諧波與頻率波動都會導致電抗器損耗測量的不確定性，從而影響損耗的 準確測量。
[0006] 采用現有電抗器損耗檢測方法測量電抗器損耗，由于電抗器功率因數過低，損耗 占容量比例過小，而現有的電抗器損耗測量設備沒有足夠的精度，因此無法滿足電抗器耗 損測量要求。
【發明內容】
[0007] 本發明的第一個目的在于提供一種使用方便、檢測精度高的干式空心電抗器損耗 檢測方法。
[0008] 本發明的第二個目的在于提供一種使用上述干式空心電抗器損耗檢測方法的檢 測裝置。
[0009] 本發明的第一個目的通過如下的技術方案來實現：一種干式空心電抗器損耗檢測 方法，其特征在于包括以下步驟：
[0010] 第一步驟，采集干式空心電抗器一相的端電壓和相電流；
[0011] 第二步驟，該相的端電壓為U⑴，相電流為i (t)，U (t)，i⑴表達式為：
[0014] 式中，k代表第k次諧波，ω為端電壓基波角頻率，t為時間，u(t)為端電壓，隊為 第k次諧波電壓幅值，_為第k次諧波電壓相角，U1為基波電壓的幅值，u 其余諧波電壓 總和，i (t)為相電流，Ik為第k次諧波電流幅值，終為第k次諧波電流相角，I1為基波相電 流的幅值，ih為其余諧波電流總和；
[0015] 第三步驟，定義中間變量A和B :
[0018] 公式⑶和公式⑷中：T為端電壓基波的周期，ω為端電壓基波的角頻率，n代 表對u(t)在0到T之間進行η點等間隔采樣，u(k)為第k個點所采到得u(t)的電壓值， 鋝為端電壓基波的相位，仏為端電壓基波的幅值。
[0019] A、B可依據公式⑶、⑷積分獲得。
[0020] 由公式⑶、⑷得到該相的基波端電壓的表達式為：
[0021] 公式(5)
[0022] ^yiSincol = IB 公式(6)
[0023] 第四步驟，定義中間變量C和D :
[0026] 公式（7)和公式⑶中，Φ %相電流基波的相位，I i為相電流基波的幅值C、D可 依據公式(7)、⑶積分獲得。
[0027] 由公式(7)、(8)得到該相的基波相電流的表達式為：
[0028] I1Cos Φ 丨=2C 公式(9)
[0029] I1Sin Φ != 2D 公式(10)
[0030] 第五步驟，干式空心電抗器的基波端電壓和基波相電流分別為：
[0033] 干式空心電抗器的基波端電壓和基波相電流之間的相位差為：
[0035] 計算干式空心電抗器該相的基波損耗Plf的公式為：
[0038] 第六步驟，將公式(11)、(12)和(13)代入公式(14)中，得到公式(15)，將第三、四步驟計算獲得 的A、B、C和D代入公式(15)，即可獲得干式空心電抗器該相的基波損耗。
[0039] 本發明采用傅立葉算法對電壓、電流基波進行提取，從而計算出基波損耗，消除了 不同成分的諧波造成對電抗器損耗測量的不確定性，避免了電源的諧波與頻率波動導致電 抗器損耗測量的不確定性，同時也避免了由于電抗器損耗屬于現有儀表讀取誤差范圍內和 電源存在電壓抖動而造成的損耗測量不準的缺陷，從而保證了損耗測量的正確性。
[0040] 本發明計算干式空心電抗器三相的基波損耗的公式為：
[0042] 式中：UA、UB、Uc分別為3相端電壓；I A、IB、1。是3相的相電流；仏H則為 3相端電壓與相電流的相角。
[0043] 本發明的第二個目的通過如下的技術方案來實現：一種使用上述干式空心電抗器 損耗檢測方法的檢測裝置，其特征在于：它包括用于安裝在干式空心電抗器的星架上采集 端電壓信號的阻容分壓器、用于供電的取電線圈、用于采集相電流信號的電流互感器、采樣 電路、計算電路和無線傳輸電路，所述采樣電路、計算電路、無線傳輸電路依次連接，所述阻 容分壓器、電流互感器和取電線圈分別通過導線將端電壓信號、相電流信號和電力傳輸至 采樣電路，所述采樣電路接收信號進行處理后，再將信號傳送至計算電路，所述計算電路計 算得到干式空心電抗器的基波損耗，并將基波損耗信息通過無線傳輸電路發送至外部的 接收電路，以便由接收電路傳送給顯示器顯示或經網線通報上位機。
[0044] 本發明的接收電路可接收電抗器的損耗、溫度、運行狀態信息（是否存在匝間短 路、斷線），還可接收電抗器的運行狀況信息。
[0045] 本發明所述采樣電路采用AD芯片MAX1324,所述計算電路采用DSP28335芯片， AD芯片MAX1324接收電抗器的A、B、C三相采集的端電壓信號和相電流信號，經過AD芯片 MAX1324模數轉換后，將轉換后的數字信號輸送到DSP28335芯片進行處理，計算得到干式 空心電抗器的基波損耗。
[0046] 與現有技術相比，本發明具有如下顯著的效果：
[0047] 本發明采用傅立葉算法對電壓、電流基波進行提取，從而計算出基波損耗，消除了 不同成分的諧波造成對電抗器損耗測量的不確定性，避免了電源的諧波與頻率波動導致電 抗器損耗測量的不確定性，同時也避免了損耗屬于現有儀表讀取誤差范圍內及電源存在電 壓抖動而造成的損耗測量不準的缺陷，從而保證了損耗測量的正確性。
【附圖說明】
[0048] 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0049] 圖1是本發明檢測裝置安裝在電抗器上的示意圖；
[0050] 圖2是本發明電抗器損耗測量方法原理圖；
[0051] 圖3是本發明檢測裝置的組成結構及工作原理框圖。
【具體實施方式】
[0052] 本發明一種干式空心電抗器損耗檢測方法，包括以下步驟：
[0053] 第一步驟，分別采集干式空心電抗器的A、B、C三相的端電壓和相電流；
[0054] 第二步驟，為了消除不同成分的諧波造成對電抗器損耗測量的不確定性，采用傅 立葉算法對電壓、電流基波進行提取，從而計算出基波損耗。
[0055] 以干式空心電抗器其中一相為例，設端電壓為u (t)，相電流為i (t)，由于實際采 樣過來的電壓中含有各次諧波，則u (t)，i (t)表達式為：
[0058] 式中，k代表第k次諧波，ω為端電壓基波角頻率，t為時間，u(t)為端電壓，隊為 第k次諧波電壓幅值，約為第k次諧波電壓相角，U1為基波電壓的幅值，u 其余諧波電壓 總和，i (t)為相電流，Ik為第k次諧波電流幅值，涔為第k次諧波電流相角，I1為基波相電 流的幅值，ih為其余諧波電流總和；
[0059] 第三步驟，采用傅立葉算法定義中間變量A和B :
[0062] 式中，T為端電壓基波的周期，ω為端電壓基波的角頻率，n代表對u(t