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申请/专利权人：广东电网有限责任公司电力科学研究院

摘要：本发明公开了一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路及方法，解决了现有的铁心电抗器匝间缺陷测验方法，包括雷电冲击试验、脉冲振荡耐压试验等，其中，雷电冲击试验的结果与铁心电抗器的匝绝缘有关，但只能对绕组的进波端考核，而且试验电压远高于工频耐压峰值，导致了雷电冲击试验无法对铁心电抗器绕组中部的匝间缺陷进行有效的测验的技术问题，脉冲振荡耐压试验可用于空心电抗器匝绝缘检测，然而铁心电抗器由于存在匝数较少和铁芯饱和等问题，匝绝缘试验并不能采用空心电抗器的试验方式，导致了无法保证在2倍基波额定电压下不发生铁心饱和的技术问题。

主权项：1.一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路，其特点在于，包括：变频电源模块、高频高压变压器、待测电抗器、数据采集模块、高压分压器、补偿电容器、第一电流传感器和第二电流传感器；所述变频电源模块的输入端与市电电源进线电连接，所述变频电源模块的输出端与所述高频高压变压器的一侧电连接，用于输出预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器；所述高频高压变压器的另一侧分别与所述待测电抗器的第一端电连接，用于施加预设试验电压值到所述待测电抗器，其中，连接节点为第一节点，所述待测电抗器的第二端与电路的地电位连接；所述补偿电容器的一端与所述第一节点连接，所述补偿电容的另一端与电路的地电位连接；所述高压分压器的输入端连接在所述第一节点上；所述第一电流传感器和所述第二电流传感器分别设置在待测电抗器的所述第一端和所述第二端上；所述数据采集模块与所述高压分压器的输出端电连接，用于获取到所述高频高压变压器的输出电压值；所述数据采集模块分别与所述第一电流传感器和所述第二电流传感器电连接，用于获取到所述待测电抗器上的测试电流波形；所述测验电路还包括：第一延时阻抗和第二延时阻抗；所述第一延时阻抗连接在所述第一电流传感器和所述数据采集模块之间，所述第二延时阻抗连接在所述第二电流传感器和所述数据采集模块之间；所述测验电路还包括：第三延时阻抗；所述第三延时阻抗连接在所述高压分压器的输出端和所述数据采集模块之间。

全文数据：一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路及方法技术领域[0001]本发明涉及电力检测领域，尤其涉及一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路及方法。背景技术[0002]铁心电抗器是电网中重要的一次设备，具有限制短路电流、限制电容器组合闸涌流、限制小电流接地电流、降低空载线路的电容效应等作用。由于电抗器常为其他电力设备的配套元件，通常在无任何保护下运行，当电抗器出现故障后，常常在烧毁后才能发现。这不仅会对电网的安全运行造成很大的隐患，也会对用电企业造成损失。其中，铁心电抗器的事故多是匝间缺陷引起的，因此定期对电网中铁心电抗器进行匝间缺陷检测是十分必要的。[0003]铁心电抗器与变压器结构不同，铁心电抗器中每个铁心仅有单个线圈，因此无法像变压器那样通过低压绕组施压，在高压绕组感应相应的试验电压值，只能直接在单绕组上施加试验电压。[0004]现有的铁心电抗器匝间缺陷测验方法，包括雷电冲击试验、脉冲振荡耐压试验等，其中，雷电冲击试验的结果与铁心电抗器的匝绝缘有关，但只能对绕组的进波端考核，而且试验电压远高于工频耐压峰值，导致了雷电冲击试验无法对铁心电抗器绕组中部的匝间缺陷进行有效的测验的技术问题，脉冲振荡耐压试验可用于空心电抗器匝绝缘检测，然而铁心电抗器由于存在匝数较少和铁芯饱和等问题，匝绝缘试验并不能采用空心电抗器的试验方式，导致了无法保证在2倍基波额定电压下不发生铁心饱和的技术问题。发明内容[0005]本发明提供了一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路及方法，用于解决现有的铁心电抗器匝间缺陷测验方法，包括雷电冲击试验、脉冲振荡耐压试验等，其中，雷电冲击试验的结果与铁心电抗器的匝绝缘有关，但只能对绕组的进波端考核，而且试验电压远高于工频耐压峰值，导致了雷电冲击试验无法对铁心电抗器绕组中部的匝间缺陷进行有效的测验的技术问题，脉冲振荡耐压试验可用于空心电抗器匝绝缘检测，然而铁心电抗器由于存在匝数较少和铁芯饱和等问题，匝绝缘试验并不能采用空心电抗器的试验方式，导致了无法保证在2倍基波额定电压下不发生铁心饱和的技术问题。[0006]本发明提供的一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路，包括：[0007]变频电源模块、高频高压变压器、待测电抗器、数据采集模块、高压分压器、补偿电容器、第一电流传感器和第二电流传感器；[0008]所述变频电源模块的输入端与市电电源进线电连接，所述变频电源模块的输出端与所述高频高压变压器的一侧电连接，用于输出预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器；[0009]所述高频高压变压器的另一侧分别与所述待测电抗器的第一端电连接，用于施加预设试验电压值到所述待测电抗器，其中，连接节点为第一节点，所述待测电抗器的第二端与电路的地电位连接；[0010]所述补偿电容器的一端与所述第一节点连接，所述补偿电容的另一端与电路的地电位连接；[0011]所述高压分压器的输入端连接在所述第一节点上；[0012]所述第一电流传感器和所述第二电流传感器分别设置在待测电抗器的所述第一端和所述第二端上；[0013]所述数据采集模块与所述高压分压器的输出端电连接，用于获取到所述高频高压变压器的输出电压值；[0014]所述数据采集模块分别与所述第一电流传感器和所述第二电流传感器电连接，用于获取到所述待测电抗器上的测试电流波形。[0015]优选地，三相开关，所述三相开关连接在所述市电电源进线和所述变频电源模块的输入端之间。[0016]优选地，所述高压分压器包括：[0017]第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；[0018]所述第一电阻和所述第一电容并联，形成第一分压电路；[0019]所述第二电阻和所述第二电容并联，形成第二分压电路；[0020]所述第一分压电路的一端与所述第二分压电路的一端连接，其中，连接节点为第二节点；[0021]所述第一分压电路的另一端为所述高压分压器的输入端，所述第二节点为所述高压分压器的输出端，所述第二分压电路的另一端与电路的地电位连接。[0022]优选地，还包括:第一延时阻抗和第二延时阻抗；[0023]所述第一延时阻抗连接在所述第一电流传感器和所述数据采集模块之间，所述第二延时阻抗连接在所述第二电流传感器和所述数据采集模块之间。[0024]优选地，还包括：[0025]第三延时阻抗；[0026]所述第三延时阻抗连接在所述高压分压器的输出端和所述数据采集模块之间。[0027]本发明提供的一种铁心电抗器匝间缺陷测验方法，包括：[0028]变频电源模块输出第一预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器；[0029]高频高压变压器输出第一预设试验电压到所述待测电抗器；[0030]所述数据采集模块获取到所述待测电抗器上的第一测试电流波形；[0031]判断所述第一测试电流波形是否存在周期放电信号，若是，则所述铁心电抗器存在匝间缺陷，若否，则所述铁心电抗器不存在匝间缺陷。[0032]优选地，变频电源模块输出第一预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器之前还包括：[0033]根据第一预设公式计算得到第一预设频率，所述第一预设公式为：[0035]其中，fx为第一预设频率，Lx为待测电抗器的电抗值，C1为补偿电容器的电容值。[0036]优选地，判断所述第一测试电流波形是否存在周期放电信号，若是，则所述铁心电抗器存在匝间缺陷之后还包括：[0037]高频高压变压器输出第二预设试验电压到所述待测电抗器，其中所述第二预设试验电压与所述第一预设试验电压存在有时间差At;[0038]所述数据采集模块获取到所述待测电抗器上的第二测试电流波形；[0039]根据第二预设公式计算得到放电距离差，所述第二预设公式为：[0040]lx=vXΔt；[0041]其中，Ix为放电距离差，V为放电速度。[0042]优选地，所述判断所述第一测试电流波形是否存在周期放电信号具体包括：[0043]根据所述第一测试电流波形通过去噪算法得到去噪测试电流波形，判断所述去噪测试电流波形是否存在模极大值。[0044]从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：[0045]本发明提供的一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路，包括:变频电源模块、高频高压变压器、待测电抗器、数据采集模块、高压分压器、补偿电容器、第一电流传感器和第二电流传感器;所述变频电源模块的输入端与市电电源进线电连接，所述变频电源模块的输出端与所述高频高压变压器的一侧电连接，用于输出预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器;所述高频高压变压器的另一侧分别与所述待测电抗器的第一端电连接，用于施加预设试验电压值到所述待测电抗器，其中，连接节点为第一节点，所述待测电抗器的第二端与电路的地电位连接;所述补偿电容器的一端与所述第一节点连接，所述补偿电容的另一端与电路的地电位连接;所述高压分压器的输入端连接在所述第一节点上;所述第一电流传感器和所述第二电流传感器分别设置在待测电抗器的所述第一端和所述第二端上;所述数据采集模块与所述高压分压器的输出端电连接，用于获取到所述高频高压变压器的输出电压值;所述数据采集模块分别与所述第一电流传感器和所述第二电流传感器电连接，用于获取到所述待测电抗器上的测试电流波形。[0046]本发明提供了一种采用电力电子变频与功率变换技术的铁心电抗器匝间缺陷测验电路，利用变频电源模块输出预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器，变频电源模块输出预设频率的变频试验电压经过高频高压变压器升压到试验电压值，并设置与待测电抗器并联的补偿电容器来补偿感性电流，将待测电抗器设置在高频高压变压器的高压侦L采取了通过提高频率方式的使得待测电抗器的铁心不发生饱和，解决了目前雷电冲击试验的结果与铁心电抗器的匝绝缘有关，但只能对绕组的进波端考核，而且试验电压远高于工频耐压峰值，导致了雷电冲击试验无法对铁心电抗器绕组中部的匝间缺陷进行有效的测验的技术问题，脉冲振荡耐压试验可用于空心电抗器匝绝缘检测，然而铁心电抗器由于存在匝数较少和铁芯饱和等问题，匝绝缘试验并不能采用空心电抗器的试验方式，导致了无法保证在2倍基波额定电压下不发生铁心饱和的技术问题。附图说明[0047]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。[0048]图1为本发明提供的一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路的一个实施例的结构示意图；[0049]图2为本发明提供的一种铁心电抗器匝间缺陷测验方法的一个实施例的流程示意图；[0050]其中，附图标记如下：[0051]K1、三相开关;Ml、变频电源模块;T1、高频高压变压器;Lx、待测电抗器;M2、数据采集模块;M3、高压分压器;Cl、补偿电容器;TAl、第一电流传感器;TA2、第二电流传感器;Zl、第一延时阻抗;Z2、第二延时阻抗;Z3、第三延时阻抗。具体实施方式[0052]本发明实施例提供了一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路，解决了现有的铁心电抗器匝间缺陷测验方法，包括雷电冲击试验、脉冲振荡耐压试验等，其中，雷电冲击试验的结果与铁心电抗器的匝绝缘有关，但只能对绕组的进波端考核，而且试验电压远高于工频耐压峰值，导致了雷电冲击试验无法对铁心电抗器绕组中部的匝间缺陷进行有效的测验的技术问题，脉冲振荡耐压试验可用于空心电抗器匝绝缘检测，然而铁心电抗器由于存在匝数较少和铁芯饱和等问题，匝绝缘试验并不能采用空心电抗器的试验方式，导致了无法保证在2倍基波额定电压下不发生铁心饱和的技术问题。[0053]为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0054]请参阅图1，本发明实施例提供的一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路，包括：[0055]变频电源模块Ml、高频高压变压器T1、待测电抗器Lx、数据采集模块M2、高压分压器M3、补偿电容器Cl、第一电流传感器TAl和第二流传感器TA2;[0056]变频电源模块Ml的输入端与市电电源进线电连接，变频电源模块Ml的输出端与高频高压变压器Tl的一侧电连接，用于输出预设频率的变频试验电压到高频高压变压器Tl;[0057]在实际实施过程中，变频电源模块Ml可以根据需要输出特定频率的变频试验电压；[0058]高频高压变压器Tl的另一侧分别与待测电抗器Lx的第一端电连接，用于施加预设试验电压值到待测电抗器Lx，其中，连接节点为第一节点，待测电抗器Lx的第二端与电路的地电位连接；[0059]变频电源模块Ml与高频高压变压器T1相连，变频电源模块Ml输出特定频率的变频电压经过高频高压变压器Tl升压到试验电压值；[0060]补偿电容器Cl的一端与第一节点连接，补偿电容的另一端与电路的地电位连接；[0061]补偿电容器Cl用于待测电抗器Lx所需的感性电流，减小高频高压变压器Tl的输出电流与容量；[0062]高压分压器M3的输入端连接在第一节点上；[0063]第一电流传感器TAl和第二流传感器TA2分别设置在待测电抗器Lx的第一端和第二端上；[0064]数据采集模块M2与高压分压器M3的输出端电连接，用于获取到高频高压变压器Tl的输出电压值；[0065]数据采集模块M2分别与第一电流传感器TAl和第二流传感器TA2电连接，用于获取到待测电抗器Lx上的测试电流波形。[0066]本发明实施例提供的一种采用电力电子变频与功率变换技术的铁心电抗器匝间缺陷测验电路，利用变频电源模块Ml输出预设频率的变频试验电压到高频高压变压器Tl，变频电源模块Ml输出预设频率的变频试验电压经过高频高压变压器Tl升压到试验电压值，并设置与待测电抗器Lx并联的补偿电容器Cl来补偿感性电流，将待测电抗器Lx设置在高频高压变压器Tl的高压侧，采取了通过提高频率方式的使得待测电抗器Lx的铁心不发生饱和，解决了目前雷电冲击试验的结果与铁心电抗器的匝绝缘有关，但只能对绕组的进波端考核，而且试验电压远高于工频耐压峰值，导致了雷电冲击试验无法对铁心电抗器绕组中部的匝间缺陷进行有效的测验的技术问题，脉冲振荡耐压试验可用于空心电抗器匝绝缘检测，然而铁心电抗器由于存在匝数较少和铁芯饱和等问题，匝绝缘试验并不能采用空心电抗器的试验方式，导致了无法保证在2倍基波额定电压下不发生铁心饱和的技术问题。[0067]以上是对一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路的一个实施例进行的描述，下面将对一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路的另一个实施例进行详细的描述。[0068]请参阅图1，本发明实施例提供的一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路，包括：[0069]变频电源模块Ml、高频高压变压器T1、待测电抗器Lx、数据采集模块M2、高压分压器M3、补偿电容器Cl、第一电流传感器TAl和第二流传感器TA2;[0070]变频电源模块Ml的输入端与市电电源进线电连接，变频电源模块Ml的输出端与高频高压变压器Tl的一侧电连接，用于输出预设频率的变频试验电压到高频高压变压器Tl;[0071]高频高压变压器Tl的另一侧分别与待测电抗器Lx的第一端电连接，用于施加预设试验电压值到待测电抗器Lx，其中，连接节点为第一节点，待测电抗器Lx的第二端与电路的地电位连接；[0072]补偿电容器Cl的一端与第一节点连接，补偿电容的另一端与电路的地电位连接；[0073]高压分压器M3的输入端连接在第一节点上；[0074]第一电流传感器TAl和第二流传感器TA2分别设置在待测电抗器Lx的第一端和第二端上；[0075]数据采集模块M2与高压分压器M3的输出端电连接，用于获取到高频高压变压器Tl的输出电压值；[0076]数据采集模块M2分别与第一电流传感器TAl和第二流传感器TA2电连接，用于获取到待测电抗器Lx上的测试电流波形。[0077]进一步地，还包括：[0078]三相开关Kl，三相开关Kl连接在市电电源进线和变频电源模块Ml的输入端之间。[0079]市电电源进线与三相开关Kl相连，三相开关Kl将检测试验电路与电源进线端隔离开，用来使试验电路断开电源。[0080]进一步地，高压分压器M3包括：[0081]第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；[0082]第一电阻和第一电容并联，形成第一分压电路；[0083]第二电阻和第二电容并联，形成第二分压电路；[0084]第一分压电路的一端与第二分压电路的一端连接，其中，连接节点为第二节点；[0085]第一分压电路的另一端为高压分压器M3的输入端，第二节点为高压分压器M3的输出端，第二分压电路的另一端与电路的地电位连接。[0086]进一步地，还包括:第一延时阻抗Zl和第二延时阻抗Z2;[0087]第一延时阻抗Zl连接在第一电流传感器TAl和数据采集模块M2之间，第二延时阻抗Z2连接在第二流传感器TA2和数据采集模块M2之间。[0088]进一步地，还包括：[0089]第三延时阻抗Z3;[0090]第三延时阻抗Z3连接在高压分压器M3的输出端和数据采集模块M2之间。[0091]以上是对一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路的另一个实施例进行的描述，下面将对一种铁心电抗器匝间缺陷测验方法的一个实施例进行详细的描述。[0092]请参阅图2,本发明实施例提供的一种铁心电抗器匝间缺陷测验方法，包括：[0093]201:根据第一预设公式计算得到第一预设频率，第一预设公式为：[0095]其中，fx为第一预设频率，Lx为待测电抗器Lx的电抗值，C1为补偿电容器Cl的电容值。[0096]202:变频电源模块Ml输出第一预设频率的变频试验电压到高频高压变压器Tl;[0097]203:高频高压变压器Tl输出第一预设试验电压到待测电抗器Lx;[0098]204:数据采集模块M2获取到待测电抗器Lx上的第一测试电流波形；[0099]205:根据第一测试电流波形通过去噪算法得到去噪测试电流波形；[0100]206:判断去噪测试电流波形是否存在模极大值；[0101]207:若是，则铁心电抗器存在匝间缺陷，高频高压变压器Tl输出第二预设试验电压到待测电抗器Lx，其中第二预设试验电压与第一预设试验电压存在有时间差At;[0102]208:数据采集模块M2获取到待测电抗器Lx上的第二测试电流波形；[0103]209:根据第二预设公式计算得到放电距离差，第二预设公式为：[0104]lx=vXΔt；[0105]其中，Ix为放电距离差，V为放电速度；[0106]210:若否，则铁心电抗器不存在匝间缺陷。[0107]以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路，其特点在于，包括：变频电源模块、高频高压变压器、待测电抗器、数据采集模块、高压分压器、补偿电容器、第一电流传感器和第二电流传感器；所述变频电源模块的输入端与市电电源进线电连接，所述变频电源模块的输出端与所述高频高压变压器的一侧电连接，用于输出预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器；所述高频高压变压器的另一侧分别与所述待测电抗器的第一端电连接，用于施加预设试验电压值到所述待测电抗器，其中，连接节点为第一节点，所述待测电抗器的第二端与电路的地电位连接；所述补偿电容器的一端与所述第一节点连接，所述补偿电容的另一端与电路的地电位连接；所述高压分压器的输入端连接在所述第一节点上；所述第一电流传感器和所述第二电流传感器分别设置在待测电抗器的所述第一端和所述第二端上；所述数据采集模块与所述高压分压器的输出端电连接，用于获取到所述高频高压变压器的输出电压值；所述数据采集模块分别与所述第一电流传感器和所述第二电流传感器电连接，用于获取到所述待测电抗器上的测试电流波形。2.根据权利要求1所述的铁心电抗器匝间缺陷测验电路，其特征在于，还包括：三相开关，所述三相开关连接在所述市电电源进线和所述变频电源模块的输入端之间。3.根据权利要求2所述的一种铁心电抗器匝间缺陷测验电路，其特征在于，所述高压分压器包括：第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；所述第一电阻和所述第一电容并联，形成第一分压电路；所述第二电阻和所述第二电容并联，形成第二分压电路；所述第一分压电路的一端与所述第二分压电路的一端连接，其中，连接节点为第二节占.所述第一分压电路的另一端为所述高压分压器的输入端，所述第二节点为所述高压分压器的输出端，所述第二分压电路的另一端与电路的地电位连接。4.根据权利要求3所述的铁心电抗器匝间缺陷测验电路，其特征在于，还包括:第一延时阻抗和第二延时阻抗；所述第一延时阻抗连接在所述第一电流传感器和所述数据采集模块之间，所述第二延时阻抗连接在所述第二电流传感器和所述数据采集模块之间。5.根据权利要求4所述的铁心电抗器匝间缺陷测验电路，其特征在于，还包括：第三延时阻抗；所述第三延时阻抗连接在所述高压分压器的输出端和所述数据采集模块之间。6.—种铁心电抗器匝间缺陷测验方法，包括：变频电源模块输出第一预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器；高频高压变压器输出第一预设试验电压到所述待测电抗器；所述数据采集模块获取到所述待测电抗器上的第一测试电流波形；判断所述第一测试电流波形是否存在周期放电信号，若是，则所述铁心电抗器存在匝间缺陷，若否，则所述铁心电抗器不存在匝间缺陷。7.根据权利要求6所述的铁心电抗器匝间缺陷测验方法，其特征在于，变频电源模块输出第一预设频率的变频试验电压到所述高频高压变压器之前还包括：根据第一预设公式计算得到第一预设频率，所述第一预设公式为：其中，fx为第一预设频率，Lx为待测电抗器的电抗值，C1为补偿电容器的电容值。8.根据权利要求7所述的铁心电抗器匝间缺陷测验方法，其特征在于，判断所述第一测试电流波形是否存在周期放电信号，若是，则所述铁心电抗器存在匝间缺陷之后还包括：高频高压变压器输出第二预设试验电压到所述待测电抗器，其中所述第二预设试验电压与所述第一预设试验电压存在有时间差At;所述数据采集模块获取到所述待测电抗器上的第二测试电流波形；根据第二预设公式计算得到放电距离差，所述第二预设公式为：1χ=νΧΛt；其中，Ix为放电距离差，V为放电速度。9.根据权利要求8所述的铁心电抗器匝间缺陷测验电路，其特征在于，所述判断所述第一测试电流波形是否存在周期放电信号具体包括：根据所述第一测试电流波形通过去噪算法得到去噪测试电流波形，判断所述去噪测试电流波形是否存在模极大值。

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