負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變壓器研宄實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種研宄負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)我國(guó)高速鐵路迅速發(fā)展，截止2014年10月，中國(guó)高鐵總里程達(dá)到12000公里，“四縱”干線基本成型，中國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程約占世界高鐵運(yùn)營(yíng)里程的50%，穩(wěn)居世界高鐵里程榜首。在高速鐵路迅速發(fā)展的同時(shí)，數(shù)量龐大的傳統(tǒng)牽引變壓器產(chǎn)生了極大的電能損耗，根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃，研宄與推廣節(jié)能變壓器是重點(diǎn)發(fā)展方向。節(jié)能型牽引變壓器的安全運(yùn)行很大程度上取決于其絕緣狀態(tài)，因此節(jié)能型牽引變壓器的絕緣狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)是節(jié)能型牽引變壓器研宄的重點(diǎn)之一。頻域介電響應(yīng)測(cè)試法研宄始于上世紀(jì)90年代，作為一種變壓器絕緣狀態(tài)的無(wú)損診斷手段，它具有抗干擾能力強(qiáng)、攜帶信息豐富等特點(diǎn)，一直受到國(guó)內(nèi)外相關(guān)研宄人員的廣泛關(guān)注。
[0003]目前，節(jié)能型牽引變壓器頻域介電響應(yīng)測(cè)試技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為投運(yùn)變壓器的離線無(wú)負(fù)載狀態(tài)下絕緣狀態(tài)測(cè)試，因?yàn)轭l域介電響應(yīng)測(cè)試需變壓器離線后溫度降至相對(duì)穩(wěn)定時(shí)才可測(cè)試，并且測(cè)試過(guò)程本身耗時(shí)也較長(zhǎng)，所以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)施起來(lái)局限條件較多。而實(shí)驗(yàn)室內(nèi)變壓器頻域介電響應(yīng)測(cè)試技術(shù)的研宄主要為油紙絕緣樣品的測(cè)試，沒(méi)有研宄負(fù)載條件下節(jié)能型牽引變壓器頻域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。以上所述問(wèn)題嚴(yán)重局限了節(jié)能型牽引變壓器介電響應(yīng)研宄的發(fā)展，因此急需一種研宄負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)【背景技術(shù)】中所述的牽引變壓器介電響應(yīng)測(cè)試技術(shù)的研宄發(fā)展遇到的局限問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種研宄負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的。
[0006]研宄負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法，包括實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)步驟，其特征在于，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括介電響應(yīng)測(cè)試儀1、計(jì)算機(jī)2、第一可調(diào)直流電源3、可調(diào)交流電源13、第二可調(diào)直流電源14與實(shí)驗(yàn)變壓器22 ;
[0007]實(shí)驗(yàn)變壓器22中鐵芯部分為電阻值為220 Ω的中心電阻絲23纏繞在U型絕緣桿24上，利用可調(diào)交流電源13加熱中心電阻絲23，使中心電熱絲23發(fā)熱功率等于變壓器鐵心空載損耗，以模擬實(shí)際工況中變壓器鐵芯空載損耗；
[0008]實(shí)驗(yàn)變壓器22中高壓繞組10由電阻值為75 Ω的電阻絲制成，用第一可調(diào)直流電源3給高壓繞組10供電，使高壓繞組10發(fā)熱功率等于額定負(fù)載下?lián)p耗，以模擬實(shí)際工況中高壓繞組額定負(fù)載下?lián)p耗；
[0009]實(shí)驗(yàn)變壓器22中低壓繞組25由電阻值為58 Ω的電阻絲制成，用第二可調(diào)直流電源14給低壓繞組25供電，使低壓繞組25發(fā)熱功率等于額定負(fù)載下?lián)p耗，以模擬實(shí)際工況中低壓繞組額定負(fù)載下?lián)p耗；
[0010]高壓繞組10通過(guò)第一可調(diào)直流電源3通電產(chǎn)熱電路、低壓繞組25通過(guò)第二可調(diào)直流電壓14通電產(chǎn)熱電路與頻域介電響應(yīng)測(cè)試電路無(wú)電氣耦合；
[0011]按以下步驟完成實(shí)驗(yàn):
[0012]第一步，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接線連接；第二步，加載額定空載損耗；第三步，加載額定負(fù)載損耗；第四步，加載瞬態(tài)負(fù)載損耗；第五步，頻域介電響應(yīng)測(cè)試。
[0013]在實(shí)際使用中，第一可調(diào)直流電源3和第二可調(diào)直流電源14電壓輸出范圍為0-400V，電流輸出范圍為0-5A，電壓調(diào)整率彡2%，負(fù)載調(diào)整率彡1%，總波紋電壓彡1%?？烧{(diào)交流電源13電壓輸出范圍為0-250V。
[0014]本發(fā)明作為一種研宄負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠?yàn)檠绣池?fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)提供可靠地實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)平臺(tái)，促進(jìn)了牽引變壓器介電響應(yīng)測(cè)試技術(shù)的研宄發(fā)展。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明裝置示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)用變壓器示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)步驟流程圖。
[0018]圖4為本發(fā)明示例測(cè)得的模擬負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)介電譜。其中，(a)為復(fù)電容實(shí)部圖；(b)為復(fù)電容虛部圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0020]如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)包括:介電響應(yīng)測(cè)試儀1、計(jì)算機(jī)2、第一可調(diào)直流電源3、可調(diào)交流電源13、第二可調(diào)直流電源14與實(shí)驗(yàn)變壓器22。
[0021]圖2所示為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)用變壓器示意圖。如圖所示，本發(fā)明實(shí)驗(yàn)用變壓器22主要由低壓繞組進(jìn)線端19、低壓繞組出線端20、高壓繞組進(jìn)線端6、高壓繞組出線端7、中心電阻絲23、中心電阻絲進(jìn)線端8、中心電阻絲出線端9、U型絕緣桿24、高壓繞組10、低壓繞組25組成。實(shí)驗(yàn)變壓器22的鐵心由中心電阻絲23和U型絕緣桿24組合等效而成，電阻值為220 Ω的中心電阻絲23纏繞在U型絕緣桿24上，高壓繞組10為電阻值為75 Ω的電阻絲制成，低壓繞組25為電阻值為58Ω的電阻絲制成，
[0022]圖3所示為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)步驟流程圖。如圖所示，結(jié)合圖1本發(fā)明實(shí)驗(yàn)步驟為:
[0023]第一步:實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接線連接，計(jì)算機(jī)2與介電響應(yīng)測(cè)試儀I由數(shù)據(jù)線連接，介電響應(yīng)測(cè)試儀電壓輸出端口 11與高壓繞組進(jìn)線端6由接線電纜連接，介電響應(yīng)測(cè)試儀輸入端口12與低壓繞組進(jìn)線端19由接線電纜連接，第一可調(diào)直流電源輸出端口 4與高壓繞組進(jìn)線端6由接線電纜連接，第一可調(diào)直流電源輸入端口 5與高壓繞組出線端7由接線電纜連接，第二可調(diào)直流電源輸出端口 16與低壓繞組進(jìn)線端19由接線電纜連接，第二可調(diào)直流電源輸入端口 15與低壓繞組出線端20由接線電纜連接，可調(diào)交流電源出線端口 18與中心電阻絲進(jìn)線端8由接線電纜連接，可調(diào)交流電源進(jìn)線端口 17與中心電阻絲出線端9由接線電纜連接；
[0024]第二步:加載額定空載損耗，按下可調(diào)交流電源13工作鍵，用可調(diào)交流電源13給中心電阻絲23供電，使中心電熱絲23發(fā)熱功率等于變壓器鐵心空載損耗；
[0025]第三步:加載額定負(fù)載損耗，按下第一可調(diào)直流電源3工作鍵與第二可調(diào)直流電源14工作鍵，用第一可調(diào)直流電源3給高壓繞組10供電，用第二可調(diào)直流電源14給低壓繞組25供電，使得高壓繞組10和低壓繞組25的發(fā)熱功率等于額定狀態(tài)下的負(fù)載損耗；
[0026]第四步:加載瞬態(tài)負(fù)載損耗，待變壓器內(nèi)部溫度穩(wěn)定后，根據(jù)牽引變壓器的實(shí)際負(fù)荷曲線調(diào)節(jié)第一可調(diào)直流電源3與第二可調(diào)直流電源14的輸出功率模擬牽引變壓器實(shí)際負(fù)載變化；
[0027]第五步:介電響應(yīng)測(cè)試，通過(guò)計(jì)算機(jī)2控制介電響應(yīng)測(cè)試儀I工作，對(duì)實(shí)驗(yàn)變壓器22進(jìn)行負(fù)載條件下的介電響應(yīng)測(cè)試。
[0028]實(shí)施例
[0029]牽引負(fù)荷具有沖擊性、不平衡性和非線性的特點(diǎn)，在實(shí)施例中，圖4為本發(fā)明示例測(cè)得的模擬負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)介電譜。利用本發(fā)明所述實(shí)驗(yàn)方法(實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)步驟)進(jìn)行負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，牽引負(fù)荷具有沖擊性、不平衡性和非線性的特點(diǎn)，在實(shí)施例中，對(duì)高壓繞組和低壓繞組施加兩倍額定損耗的負(fù)載損耗，對(duì)測(cè)得負(fù)載條件下技能型牽引變壓器頻域介電響應(yīng)介電譜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法，包括實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)步驟，其特征在于，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括介電響應(yīng)測(cè)試儀(1)、計(jì)算機(jī)(2)、第一可調(diào)直流電源(3)、可調(diào)交流電源(13)、第二可調(diào)直流電源(14)與實(shí)驗(yàn)變壓器(22); 實(shí)驗(yàn)變壓器(22)中鐵芯部分為電阻值為220 Ω的中心電阻絲(23)纏繞在U型絕緣桿(24)上，利用可調(diào)交流電源(13)加熱中心電阻絲(23)，使中心電熱絲(23)發(fā)熱功率等于變壓器鐵心空載損耗，以模擬實(shí)際工況中變壓器鐵芯空載損耗； 實(shí)驗(yàn)變壓器(22)中高壓繞組(10)由電阻值為75Ω的電阻絲制成，用第一可調(diào)直流電源(3)給高壓繞組(10)供電，使高壓繞組(10)發(fā)熱功率等于額定負(fù)載下?lián)p耗，以模擬實(shí)際工況中高壓繞組額定負(fù)載下?lián)p耗； 實(shí)驗(yàn)變壓器(22)中低壓繞組(25)由電阻值為58Ω的電阻絲制成，用第二可調(diào)直流電源(14)給低壓繞組(25)供電，使低壓繞組(25)發(fā)熱功率等于額定負(fù)載下?lián)p耗，以模擬實(shí)際工況中低壓繞組額定負(fù)載下?lián)p耗； 高壓繞組(10)通過(guò)第一可調(diào)直流電源(3)通電產(chǎn)熱電路、低壓繞組(25)通過(guò)2號(hào)可調(diào)直流電壓(14)通電產(chǎn)熱電路與頻域介電響應(yīng)測(cè)試電路無(wú)電氣耦合； 按以下步驟完成實(shí)驗(yàn): 第一步，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接線連接；第二步，加載額定空載損耗；第三步，加載額定負(fù)載損耗；第四步，加載瞬態(tài)負(fù)載損耗；第五步，頻域介電響應(yīng)測(cè)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:通過(guò)調(diào)節(jié)第一可調(diào)直流電源(3)與第二可調(diào)直流電源(14)的輸出功率能夠模擬牽引變壓器實(shí)際負(fù)載變化。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括介電響應(yīng)測(cè)試儀(1)、計(jì)算機(jī)(2)、第一可調(diào)直流電源(3)、可調(diào)交流電源(13)、第二可調(diào)直流電源(14)與實(shí)驗(yàn)變壓器(22)。實(shí)驗(yàn)步驟包括：第一步，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接線連接；第二步，加載額定空載損耗；第三步，加載額定負(fù)載損耗；第四步，加載瞬態(tài)負(fù)載損耗；第五步，頻域介電響應(yīng)測(cè)試。本發(fā)明方法研究負(fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)，能夠?yàn)檠芯控?fù)載條件下?tīng)恳儔浩黝l域介電響應(yīng)提供可靠地實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)平臺(tái)，能夠促進(jìn)牽引變壓器介電響應(yīng)測(cè)試技術(shù)的研究發(fā)展。
【IPC分類(lèi)】G01R31-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104749504
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510145405
【發(fā)明人】周利軍, 王東陽(yáng), 高仕斌, 江俊飛, 李錦平
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日