一種變壓器匝間短路檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種變壓器匝間短路檢測裝置，該裝置包括，輸入單元；在所述變壓器低壓側(cè)繞組的三個相線輸出端短路連接，且所述變壓器空載條件下，分別采集變壓器高壓側(cè)被測繞組的第一相線的電壓信號和電流信號的電壓采樣單元和電流采集單元：該電壓采集單元和電流采集單元與雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，該雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及該輸入單元均與控制器連接。該控制器根據(jù)所述輸入單元輸入的額定電壓、額定電流和低電壓指數(shù)，以及所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值，計算所述變壓器在所述額定電壓下的空載損耗，進而通過高壓側(cè)每相所對應(yīng)的空載損耗，可以快速準(zhǔn)確的確定出變壓器中存在的匝間短路的故障相。
【專利說明】—種變壓器匝間短路檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣設(shè)備檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的說是涉及一種變壓器匝間短路檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]變壓器是電力系統(tǒng)中用于變換電壓，以利于功率傳輸?shù)脑O(shè)備。在變壓器中，由于變壓器使用時間過長或者電機電壓過高等原因，經(jīng)常會造成線圈絕緣損壞，使得疊加在一起的線圈之間出現(xiàn)短路，形成匝間短路。
[0003]如果變壓器內(nèi)部出現(xiàn)匝間短路故障而不能及時發(fā)現(xiàn)，很可能會導(dǎo)致變壓器損壞或燒毀，甚至引起更大的安全事故。但是由于匝間短路故障不易察覺，很難及時發(fā)現(xiàn)故障，因此，如何準(zhǔn)確檢測出到變壓器中匝間短路是本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實用新型提供一種變壓器匝間短路檢測裝置，以提高檢測變壓器匝間短路故障的便捷性以及準(zhǔn)確性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種變壓器匝間短路檢測裝置，所述裝置包括:
[0006]用于采集輸入的所述變壓器高壓側(cè)被測繞組的額定電壓、額定電流和低電壓指數(shù)的輸入單元；
[0007]在所述變壓器低壓側(cè)繞組的三個相線輸出端短路連接，且所述變壓器空載條件下，與所述變壓器的高壓側(cè)的被測繞組中的第一相線相連，并采集所述第一相線的電壓信號的電壓采樣單元，其中，所述第一相線為所述高壓側(cè)繞組的三相中任意一個相線；
[0008]在所述變壓器低壓側(cè)繞組的三個相線輸出端短路連接，且所述變壓器空載條件下，與所述第一相線輸出端相連，并采集所述第一相線的電流信號的電流采樣單元；
[0009]兩個輸入端分別與所述電壓采集單元和所述電流采集單元相連，并將所述電壓信號和電流信號分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0010]與所述輸入單元以及所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，并根據(jù)所述輸入單元輸入的額定電壓、額定電流和低電壓指數(shù)，以及所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值，計算所述變壓器在所述額定電壓下的空載損耗的控制器。
[0011]優(yōu)選的，所述裝置還包括:
[0012]與所述控制器相連，并在所述控制器的控制下，顯示所述空載損耗、所述額定電壓、額定電流、低電壓指數(shù)、數(shù)字電壓值、數(shù)字電流值的顯示器。
[0013]優(yōu)選的，所述第一相線與所述電壓采樣單元之間還連接有電壓互感器。
[0014]優(yōu)選的，所述第一相線與所述電流采樣單元之間還連接有電流互感器。
[0015]優(yōu)選的，所述裝置還包括:與所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述控制器相連的穩(wěn)壓電源。
[0016]優(yōu)選的，所述控制器為微控制單元MCU。
[0017]優(yōu)選的，所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器為16位雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0018]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，在將變壓器低壓側(cè)三相短路連接，且變壓器處于空載的條件下，通過該變壓器匝間短路檢測裝置的電壓采樣單元和電流采樣單元分別采集該變壓器高壓側(cè)被測繞組的某一相的電壓信號和電流信號。通過雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器將該相的電壓信號和電流信號分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值后，輸入給控制器?？刂破骺梢愿鶕?jù)輸入單元獲取到該變壓器高壓側(cè)被測繞組的額定電壓、被測繞組的額定電流以及低電壓數(shù)值，以及該相的數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值，計算該變壓器的空載電流和空載損耗。由于變壓器出現(xiàn)匝間短路故障時，變壓器的空載損耗會明顯變化。這樣當(dāng)變壓器存在匝間短路故障時，將該檢測裝置針對變壓器高壓側(cè)每相測試并計算得到的空載損耗進行比較，可以很明顯的確定出該變壓器中存在的匝間短路故障，以及存在匝間短路的故障相，從而提高了匝間短路故障檢測的準(zhǔn)確度和簡便性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1示出了本實用新型一種變壓器匝間短路檢測裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2示出了本實用新型一種變壓器匝間短路檢測裝置另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]本實用新型實施例公開了一種變壓器匝間短路檢測裝置，以提高變壓器匝間短路故障檢測便捷性和準(zhǔn)確性。
[0024]參見圖1，示出了本實用新型一種變壓器匝間短路檢測裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的裝置包括:
[0025]用于采集輸入的該變壓器高壓側(cè)被測繞組的額定電壓、額定電流和低電壓指數(shù)的輸入單元101。如，該輸入單元可以為設(shè)置在該檢測裝置上的按鍵或者是觸摸感應(yīng)單元等。
[0026]在該變壓器的低壓側(cè)繞組的三個相線輸出端短路連接，且該變壓器空載的條件下，與該變壓器的高壓側(cè)的被測繞組中的第一相線輸出端相連，并采集該第一相線的電壓信號的電壓采樣單元102。其中，該第一相線為所述高壓側(cè)繞組的三相中任意一個相線。也就是說，該電壓采樣單元每次采集該高壓側(cè)被測繞組的單個相線的電壓，為了便于區(qū)分將被測繞組中當(dāng)前與該電壓采集單元相連的單個相線稱為第一相線。
[0027]在該變壓器的低壓側(cè)繞組的三個相線輸出端短路連接的情況下，與該第一相線輸出端相連，并采集該第一相線的電流信號的電流采樣單元103。與電壓采集單元所采集的第一相線的電壓信號的同時，該電流采樣單元采集該第一相線的電流信號，以測量高壓側(cè)被測繞組的單相的電流。
[0028]兩個輸入端分別與該電壓采集單元102和電流采集單元103相連，并將該電壓信號和電流信號分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器104。
[0029]與輸入單元101以及雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器104相連，并根據(jù)輸入單元101輸入的額定電壓、額定電流和低電壓指數(shù)，以及雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器104輸入的數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值，計算該變壓器的空載損耗的控制器105。其中，該空載損耗是在變壓器額定電壓下的空載損耗，也就是折算到的額定電壓下的空載損耗。
[0030]其中，在應(yīng)用本實施例的檢測裝置對變壓器進行匝間短路故障檢測需要在變壓器處于空載下，且變壓器的低壓側(cè)繞組的三相短路連接的條件下，分別對該變壓器高壓側(cè)被測繞組的每相進行檢測，以確定高壓側(cè)某相是否發(fā)生匝間短路故障。
[0031]其中，在該變壓器的低壓側(cè)三相短路連接下，從該變壓器的高壓側(cè)被測繞組的三相中選擇一個作為當(dāng)前待測試的第一相線，將本申請實施例的檢測裝置中的電壓采樣單元的輸入端與該第一相線的輸出端相連，并將該電流采樣單元的輸入端與該第一相線的輸出端相連，從而采集到該第一相線的電壓信號和電流信號。其中，該電壓信號反映了該第一相線的電壓有效值，該電流信號反映了該第一相線的電流有效值。
[0032]由于電壓采集單元采集到的電壓信號和電流采集單元采集到的電流信號均是模擬信號，不能夠直接用于進行空載損耗的計算。因此，需要經(jīng)過雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器將該電壓信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號，得到數(shù)字電壓值，即通過數(shù)字表示的電壓有效值；并將電流信號也轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號，得到數(shù)字電流值，即通過數(shù)字表示的電流有效值。
[0033]在變壓器低壓側(cè)三相短路連接下，對該變壓器進行空載測試，計算該變壓器的空載電流和空載損耗時，需要用到該變壓器被測繞組的額定電壓、被測繞組的額定電流以及低電壓指數(shù)，通過輸入單元將這些參數(shù)輸入至控制器中。
[0034]其中，低電壓指數(shù)是指低電壓測量空載損耗，折算到額定電壓時所需的指數(shù)。低電壓指數(shù)取決于變壓器的鐵心的種類，如鐵心為熱軋硅鋼片時，低電壓指數(shù)取1.8 ;鐵心為冷軋硅鋼片時，該低電壓指數(shù)取1.9-2。
[0035]本申請實施例中，將變壓器低壓側(cè)三相短路連接，且變壓器處于空載的條件下，通過該變壓器匝間短路檢測裝置的電壓采樣單元和電流采樣單元分別采集該變壓器高壓側(cè)被測繞組的某一相的電壓信號和電流信號。通過雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器將該相的電壓信號和電流信號分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值后，輸入給控制器?？刂破骺梢愿鶕?jù)輸入單元獲取到該變壓器高壓側(cè)被測繞組的額定電壓、被測繞組的額定電流以及低電壓數(shù)值，以及該相的數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值，計算該變壓器的空載電流和空載損耗。由于變壓器出現(xiàn)匝間短路故障時，變壓器的空載損耗會明顯變化。這樣當(dāng)變壓器存在匝間短路故障時，將該檢測裝置針對變壓器高壓側(cè)每相測試并計算得到的空載損耗進行比較，可以很明顯的確定出該變壓器中存在的匝間短路故障，以及存在匝間短路的故障相，提高了匝間短路故障檢測的準(zhǔn)確性和簡便性。
[0036]可見，當(dāng)變壓器低壓側(cè)三相短路連接下，該檢測裝置分別對于高壓側(cè)被測繞組的每相分別進行測試，并計算與高壓側(cè)每相對應(yīng)的空載損耗，該空載損耗是折算到該變壓器額定電壓下的空載損耗。通過分別將對高壓側(cè)各相線測試下，得到的空載損耗進行比較，可以很確定出該變壓器中是否存在匝間短路故障；并在存在短路故障時，根據(jù)高壓側(cè)各相線測試中得到的空載損耗，確定出匝間短路的故障相。
[0037]另外，在實際應(yīng)用中，需要調(diào)整施加到該變壓器的線圈上的電壓，因此該變壓器匝間短路檢測裝置還設(shè)置與調(diào)壓器相連的輸入端口。在對變壓器進行匝間故障檢測時，將調(diào)壓器的輸出端與該輸入端口連接。
[0038]可以理解的是，為了該變壓器匝間短路檢測裝置能夠正常運行，該檢測裝置還需要設(shè)置有一個電源提供單元。具體的，該檢測裝置還可以包括:與雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器和控制器相連的穩(wěn)壓電源。
[0039]參見圖2，示出了本實用新型一種變壓器匝間短路檢測裝置另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的裝置處理包括輸入單元101、電壓采樣單元102、電流采樣單元103、雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器104和控制器105之外，該檢測裝置還包括:
[0040]穩(wěn)壓電源106，該穩(wěn)壓電源與該雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器和控制器相連，為該檢測裝置提供電源。
[0041]顯示單元107，該顯示單元與所述控制器相連，并在所述控制器的控制下，顯示所述空載電流、所述空載損耗、所述額定電壓、額定電流、電流有效值、低電壓指數(shù)、數(shù)字電壓值、數(shù)字電流值。在該裝置的電壓采樣單元和電流采樣單元連接該變壓器高壓側(cè)的不同相線時，該顯示單元會相應(yīng)的輸出該控制器計算得到的相應(yīng)的空載損耗，以便于分析。
[0042]進一步的，該檢測裝置還可以包括:電壓互感器108和電流互感器109。
[0043]其中，該電壓采集單元與變壓器高壓側(cè)待檢測的該第一相線輸出端之間連接有該電壓互感器108。
[0044]所述電流采樣單元與待變壓器高壓側(cè)待檢測的該第一相線輸出端與之間連接有該電流互感器109。
[0045]進一步的，在以上任意一個實施例中，該變壓器匝間短路故障檢測裝置內(nèi)的控制器可以為微控制單兀(MCU, Micro Control Unit)。
[0046]進一步的，該雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器為16位雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0047]進一步的，在以上任意一個實施例中，該檢測裝置還可以設(shè)置打印輸出端口，以將得到的測試數(shù)據(jù)進行打印輸出。
[0048]在以上任意一個實施例中，該控制器得到變壓器高壓側(cè)某一相的數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值后，計算該變壓器在額定電壓下空載損耗的過程與現(xiàn)有的計算空載損耗的過程相同。由于在對變壓器的空載測試過程中，不是在額定條件下的空載損耗的測試，因此，需要對非額定電壓或額定頻率下得到的空載損耗折算到額定電壓下的空載損耗。其中額定條件下的空載試驗，就是在變壓器的其他線圈開路的情況下，從任意一線圈施加以具有實際正弦波形和額定頻率的額定電壓，測量空載電流和空載損耗的試驗。其中，在變壓器低壓側(cè)的三相短路連接下，對于該變壓器高壓側(cè)的單相測試中，依據(jù)獲取到的該高壓側(cè)單相的測試數(shù)據(jù)，確定該變壓器在額定電壓下的空載損耗的計算方法可以依據(jù)JB/T501-2006《電力變壓器試驗導(dǎo)則》相關(guān)的計算方式。
[0049]如，I)非額定頻率下:
,60
[0050]Pq = Pq0.2)(公式一)
[0051]2)非額定電壓下:
,U
[0052]P0 二 P0X -jT X η (公式二)
U
[0053]3)低電壓下測量空載損耗時:
| JJ
[0054]尸。=片X {~Jr)n (公式三)
[0055]其中,在以上任意一個公式中，P0相當(dāng)于額定電壓下的空載損耗。
[0056]Pci,為施加的電壓為U,時測量出的空載損耗。
[0057]Γ為施加電壓為W時電源的頻率
[0058]Ue:繞組額定電壓
[0059]N為低電壓指數(shù)。
[0060]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0061]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓器匝間短路檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括: 用于采集輸入的所述變壓器高壓側(cè)被測繞組的額定電壓、額定電流和低電壓指數(shù)的輸入單元； 在所述變壓器低壓側(cè)繞組的三個相線輸出端短路連接，且所述變壓器空載條件下，與所述變壓器的高壓側(cè)的被測繞組中的第一相線相連，并采集所述第一相線的電壓信號的電壓采樣單元，其中，所述第一相線為所述高壓側(cè)繞組的三相中任意一個相線； 在所述變壓器低壓側(cè)繞組的三個相線輸出端短路連接，且所述變壓器空載條件下，與所述第一相線輸出端相連，并采集所述第一相線的電流信號的電流采樣單元； 兩個輸入端分別與所述電壓采集單元和所述電流采集單元相連，并將所述電壓信號和電流信號分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 以及控制器，所述控制器與所述輸入單元以及所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，并接收所述輸入單元輸出的額定電壓、額定電流和低電壓指數(shù)，以及所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 與所述控制器相連，并在所述控制器的控制下，顯示所述空載損耗、所述額定電壓、額定電流、低電壓指數(shù)、數(shù)字電壓值、數(shù)字電流值的顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一相線與所述電壓采樣單元之間還連接有電壓互感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于，所述第一相線與所述電流采樣單元之間還連接有電流互感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括:與所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述控制器相連的穩(wěn)壓電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制器為微控制單元MCU。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器為16位雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號】G01R31/06GK203965561SQ201320860268
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】毛以平, 夏家峰 申請人:國家電網(wǎng)公司, 奉化市供電局, 寧波電業(yè)局