本發(fā)明屬于變壓器故障模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應(yīng)測試平臺與方法。

背景技術(shù)：

變壓器作為電力系統(tǒng)以及牽引供電系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，其穩(wěn)定性和可靠性關(guān)系到整個系統(tǒng)的正常運行，隨著用電量的增加，關(guān)于變壓器故障的診斷及防護成為運行檢修工作的重點。

繞組和鐵心是變壓器最為重要的部件，當(dāng)這兩個部位發(fā)生故障而不及時修復(fù)，往往會導(dǎo)致變壓器遭到進一步破壞，頻率響應(yīng)法是目前應(yīng)用較為廣泛的繞組變形離線診斷方法，其通過分析頻率響應(yīng)曲線變化規(guī)律來診斷繞組變形，大量研究表明，變壓器鐵心的狀態(tài)對變壓器繞組頻率響應(yīng)具有一定程度的影響，如鐵心是否接地、剩磁大小、片間短路等故障，即繞組頻率響應(yīng)一定程度上反映了鐵心的狀態(tài)。

目前，繞組頻率響應(yīng)裝置大多研究不同的變形類型與頻率響應(yīng)曲線變化的關(guān)聯(lián)性及頻率響應(yīng)曲線分析方法，或者單獨研究鐵心片間短路對鐵心勵磁電流的影響，能針對鐵心片間短路故障與繞組頻率響應(yīng)的關(guān)聯(lián)性的研究裝置還沒有。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應(yīng)測試平臺與方法，以探究變壓器鐵心發(fā)生不同短路片數(shù)以及不同位置片間短路故障與鐵心繞組頻率響應(yīng)方面的關(guān)聯(lián)性并使之具有操作方便、靈敏度高的特點。

本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案是：鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應(yīng)測試平臺。變壓器器身1內(nèi)設(shè)置有卷鐵心2，卷鐵心心柱上繞制有繞組3；上鐵軛設(shè)置有故障模擬夾件8，繞組3通過套管4與頻率響應(yīng)測試儀5連接，頻率響應(yīng)測試儀5與故障模擬夾件8通過傳輸線與計算機6連接。

故障模擬夾件8為一“口”形部件，對稱設(shè)置的兩個夾件箱通過四個支撐螺桿固定在鐵心上鐵軛上；各夾件箱具有三層，各層內(nèi)平行設(shè)置有六個短路接觸單元；短路接觸單元具有電磁繼電器10，電磁繼電器10端口固定有絕緣塊11，絕緣塊11另一端覆蓋有銅片12；受計算機6控制的接線分配單元9置于夾件箱內(nèi)，接線分配單元9與夾件箱內(nèi)各短路接觸單元電氣連接，接受計算機指令實現(xiàn)故障模擬夾件8中不同短路接觸單元電磁繼電器電路的通斷控制。

按本發(fā)明的方案，故障模擬夾件8的每一夾件箱具有三層總共設(shè)置有六排十八個絕緣塊11，每塊絕緣塊11表面覆蓋有10mm×10mm的銅片12，夾板內(nèi)部與絕緣塊11相連接的是電磁繼電器10，電磁繼電器10與接線分配單元9連接，接線分配單元9與計算機6相連接，通過計算機6向接線分配單元9發(fā)送指令，即可使電磁繼電器10動作控制絕緣塊11的彈出與收回，當(dāng)夾件對應(yīng)位置的絕緣塊11彈出，其上面的銅片12與卷鐵心2側(cè)面接觸即可實現(xiàn)鐵心片間短路；同一排絕緣塊11中的一塊可以實現(xiàn)10mm(30片硅鋼片厚度)的片間短路，通過控制同一排不同絕緣塊11伸出可以實現(xiàn)10mm(30片硅鋼片)、20mm(60片硅鋼片)以及30mm(90片硅鋼片)的片間短路，通過控制不同排絕緣塊11彈出可實現(xiàn)不同短路位置的片間短路故障。

本發(fā)明的目的還在于，為上述測試平臺提供一種測試方法，其具體措施為：

鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應(yīng)測試方法，采用權(quán)利要求1所述的測試平臺進行鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應(yīng)測試，其特征在于，包括以下主要步驟：

第一步：將頻響測試儀5與套管4連接，頻響測試儀5通過數(shù)據(jù)線與計算機6連接，將故障模擬夾件8通過數(shù)據(jù)線與計算機6連接；

第二步：通過計算機6發(fā)送指令到故障模擬夾件8中的接線分配單元9，接線分配單元9控制夾件兩側(cè)對應(yīng)的兩個電磁繼電器10斷開，與其相連的絕緣塊11彈出，其上的銅片12與卷鐵心側(cè)面貼合，當(dāng)兩側(cè)對應(yīng)的銅片都與鐵心貼合，則實現(xiàn)鐵心片間短路；

第三步：在第二步的情況下，計算機6控制頻響測試儀5測量變壓器繞組3的頻率響應(yīng)，并將測量數(shù)據(jù)上傳至計算機1，并記錄對應(yīng)的鐵心片間短路狀況；

第四步：重復(fù)第二、三步，對接線分配單元9發(fā)送不同指令，實現(xiàn)不同位置及不同程度的卷鐵心片間短路故障，然后測量30～90片短路片數(shù)下的繞組頻率響應(yīng)并記錄數(shù)據(jù)；

第五步：統(tǒng)計得到不同的片間短路片數(shù)及位置，并得到對應(yīng)情況下的繞組頻率響應(yīng)，計算曲線相關(guān)系數(shù)進行比較分析。

采用本發(fā)明方案鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應(yīng)測試平臺與方法，可探究變壓器鐵心發(fā)生不同短路片數(shù)以及不同位置片間短路故障與鐵心繞組頻率響應(yīng)方面的關(guān)聯(lián)性，并具有操作方便、靈敏度高等特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所涉及的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

圖2為本發(fā)明所涉及的通訊原理圖。

圖3為本發(fā)明所涉及的故障模擬夾件俯視圖。

具體實施方式

本發(fā)明為鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應(yīng)測試平臺與方法，能夠模擬卷鐵心變壓器不同短路位置以及不同短路片數(shù)的片間短路故障，能夠?qū)崿F(xiàn)鐵心故障與繞組頻率響應(yīng)間的關(guān)聯(lián)性研究。

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)解釋說明：

如圖1所示，鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應(yīng)測試平臺與方法，其主要包括：變壓器器身1、卷鐵心2、繞組3、故障模擬夾件8、套管4、頻率響應(yīng)測試儀5、計算機6。變壓器器身1內(nèi)設(shè)置有卷鐵心2，卷鐵心2心柱上繞制有繞組3，上鐵軛設(shè)置有故障模擬夾件8，所述的繞組2通過套管4與頻率響應(yīng)測試儀5連接，所述的頻率響應(yīng)測試儀5與故障模擬夾件8通過傳輸線與計算機6連接。

圖3為故障模擬夾件俯視圖，所述的故障模擬夾件8，其內(nèi)部設(shè)置有接線分配單元9，接線分配單元9控制電磁繼電器10，電磁繼電器10端口固定有絕緣塊11，絕緣塊11另一端覆蓋有銅片12，故障模擬夾件8通過支撐螺桿13和螺母14固定在鐵心上鐵軛。接線分配單元9實際起到對多路繼電器分時控制作用，在實際實施中，接線分配單元9可以采用多種具體器件，比如常規(guī)的多路電子開關(guān)模塊予以實現(xiàn)。

圖2為整個系統(tǒng)通訊原理圖，計算機6通過發(fā)送指令至接線分配單元9可使電磁繼電器10動作控制絕緣塊11的彈出與收回，故障模擬夾件8一側(cè)夾板上總共設(shè)置有6排18個絕緣塊11，當(dāng)對應(yīng)位置的絕緣塊11彈出，其上面的銅片12與卷鐵心側(cè)面接觸即可實現(xiàn)鐵心片間短路；同一排絕緣塊11中的一塊可以實現(xiàn)10mm(30片硅鋼片厚度)的片間短路，通過控制同一排不同絕緣塊11彈出可以實現(xiàn)10mm(30片硅鋼片)、20mm(60片硅鋼片)以及30mm(90片硅鋼片)的片間短路，通過控制不同排絕緣塊11彈出可實現(xiàn)不同短路位置的片間短路故障，當(dāng)鐵心發(fā)生片間短路故障之后，計算機6控制頻響測試儀5進行繞組頻率響應(yīng)測試。

所涉及的具體測試方法如下：

第一步：將頻響測試儀5與套管4連接，頻響測試儀5通過數(shù)據(jù)線與計算機6連接，將故障模擬夾件8通過接線分配單元9與計算機6連接。

第二步：通過計算機6發(fā)送指令到故障模擬夾件8中的接線分配單元9，接線分配單元9控制夾件兩側(cè)對應(yīng)的兩個電磁繼電器10斷開，與其相連的絕緣塊11彈出，其上的銅片12與卷鐵心側(cè)面貼合，當(dāng)兩側(cè)對應(yīng)的銅片都與鐵心貼合，則實現(xiàn)鐵心片間短路；

第三步：在第二步的情況下，計算機6控制頻響測試儀5測量變壓器繞組3的頻率響應(yīng)，并將測量數(shù)據(jù)上傳至計算機，并記錄對應(yīng)的鐵心片間短路狀況；

第四步：重復(fù)第二、三步，對接線分配單元9發(fā)送不同指令，實現(xiàn)不同位置及不同程度的卷鐵心片間短路故障，然后測量30～90片短路片數(shù)下的繞組頻率響應(yīng)并記錄數(shù)據(jù)。

第五步：統(tǒng)計得到不同的片間短路片數(shù)及位置，并得到對應(yīng)情況下的繞組頻率響應(yīng)，計算曲線相關(guān)系數(shù)進行比較分析。