变压器能效试验装置的制作方法

1.本技术涉及变压器能效试验技术领域，尤其涉及一种变压器能效试验装置。


背景技术：

2.变压器能效试验装置是用来进行变压器产品能效等级和节能评价的综合试验设备。
3.目前的变压器能效试验装置使用交流电网供电的发电机组、调压器或变频电源做试验电源，均为固定安装后使用，难于移动作业，在不具备市电的现场无法进行试验。再者，目前的变压器空载试验需要大容量试验电源，使用谐波电流滤波器进行谐波电流补偿，以保证电压波形符合试验要求；变压器负载试验需要使用电容器组进行无功补偿；因此，需要的试验设备多，体积大，不适合于移动作业。
4.综上所述，目前的变压器能效试验装置组装难度大、体积大、不易携带和难于移动作业。
5.申请内容
6.本技术提供一种变压器能效试验装置，旨在实现组装便捷和携带便捷，可以在户外现场随时随地使用。
7.本技术提供一种变压器能效试验装置，所述变压器能效试验装置包括：试验电源模块、锂电池模块、补偿装置模块、接线测量模块，以及通过预设通讯连接方式与所述试验电源模块、所述锂电池模块和所述接线测量模块连接的计算机控制系统；
8.所述试验电源模块的输入端与所述锂电池模块的输出端连接，所述试验电源模块的输出端与补偿装置模块的输出端连接，所述试验电源模块的输出端与所述接线测量模块的输入端连接；
9.所述试验电源模块，用于对所述锂电池模块输入的电压进行逆变、滤波和升压，输出用于变压器能效试验的电压；
10.所述锂电池模块，用于为所述试验电源模块进行供电；
11.所述补偿装置模块，用于输出所述试验电源模块的输出端中电路电流的谐波补偿电流或无功补偿电流；
12.所述接线测量模块，用于对待测试变压器进行空载电流测量、空载损耗测量、短路阻抗测量、负载损耗测量或/和直流电阻测量；
13.所述计算机控制系统，用于通过所述预设通讯连接方式对所述试验电源模块、所述锂电池模块和所述接线测量模块进行控制，采集并处理测试数据。
14.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，所述试验电源模块包括igbt数字电源、滤波器和中间变压器；
15.所述igbt数字电源的输出端与所述滤波器的输入端连接，所述滤波器输出端与所述中间变压器的输入端连接；
16.所述igbt数字电源包括输入电路和三相igbt逆变，所述输入电路与所述三相igbt
逆变的输入端连接；
17.所述三相igbt逆变，用于对所述锂电池模块通过所述输入电路输入的电压进行逆变，输出三相交流电压；
18.所述滤波器，用于对所述三相igbt逆变输出的三相交流电压进行滤波，输出正弦波电压；
19.所述中间变压器，用于对所述滤波器输出的正弦波电压进行升压，输出所述用于变压器能效试验的电压。
20.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，所述igbt数字电源还包括整流模块，所述整流模块的输出端与所述输入电路连接；
21.所述整流模块，用于对输入的市电进行整流，通过所述输入电路输出整流后的直流电；
22.所述三相igbt逆变，用于对所述直流电进行逆变，输出三相交流电压。
23.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，所述补偿装置模块包括有源滤波器apf和变流器；
24.所述有源滤波器apf的输出端与所述变流器的一次侧连接，所述变流器的二次侧与所述试验电源模块的输出端连接；
25.所述有源滤波器apf，用于对采样到的负载电流进行各次谐波和无功分量的分离，根据各次谐波和无功分量的大小并按照预设补偿参数，输出补偿电流；
26.所述变流器，用于将所述有源滤波器apf输出的补偿电流，输入至所述试验电源模块的输出端。
27.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，待测试变压器的试验类型包括空载试验类型；
28.所述有源滤波器apf，用于输出谐波补偿电流。
29.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，待测试变压器的试验类型包括负载试验类型；
30.所述有源滤波器apf，用于输出无功补偿电流。
31.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，所述接线测量模块包括接线切换装置和测量系统；
32.所述接线切换装置包括试验接线电缆和测试电缆，所述试验接线电缆与所述待测试变压器连接，所述测试电缆与所述测量系统连接；
33.所述接线切换装置，用于自动切换所述待测试变压器的试验接线或/和直流电阻的测试接线；
34.所述测量系统，用于对所述待测试变压器进行空载电流测量、空载损耗测量、短路阻抗测量、负载损耗测量或/和直流电阻测量。
35.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，所述线切换装置包括plc可编程逻辑控制器、继电器和交流接触器；
36.所述plc可编程逻辑控制器，用于控制所述继电器和所述交流接触器的通断，自动切换所述待测试变压器的试验接线或/和直流电阻的测试接线。
37.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，所述锂电池模块包括高电压、大容
量且可充电的锂离子电池组。
38.根据本技术提供的一种变压器能效试验装置，所述预设通讯连接方式包括无线通信方式；
39.所述计算机控制系统，用于通过所述无线通信方式控制所述试验电源模块、所述锂电池模块和所述接线测量模块；采集测量系统的测量数据，对所述测试数据进行计算、储存、加工和维护。
40.本技术提供的变压器能效试验装置，变压器能效试验装置中的试验电源模块、锂电池模块、补偿装置模块和接线测量模块采用了分体化模块设计，由于各个模块体积小、重量轻以及易组装，从而实现了组装便捷和携带便捷。同时，由于本技术提供的变压器能效试验装置中的锂电池模块可以为变压器能效试验进行供电，不需要使用交流电网供电的发电机组、调压器或变频电源做试验电源，实现了在户外现场随时随地使用。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术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进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之一；
43.图2是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之二；
44.图3是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之三；
45.图4是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之四；
46.图5是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之五；
47.图6是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之六。
具体实施方式
48.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。
49.下面结合图1至图6描述本技术提供的变压器能效试验装置。参照图1至图6，图1是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之一；图2是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之二；图3是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之三；图4是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之四；图5是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之五；图6是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之六。
50.本技术实施例提供了变压器能效试验装置的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些数据下，可以以不同于此处的顺序完成所示出或描述的步骤。
51.参照图1，图1是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之一。本技术实施例提供的变压器能效试验装置包括：试验电源模块、锂电池模块、补偿装置模块、接线测量模块，
以及通过预设通讯连接方式与所述试验电源模块、所述锂电池模块和所述接线测量模块连接的计算机控制系统；
52.所述试验电源模块的输入端与所述锂电池模块的输出端连接，所述试验电源模块的输出端与补偿装置模块的输出端连接，所述试验电源模块的输出端与所述接线测量模块的输入端连接；
53.所述试验电源模块，用于对所述锂电池模块输入的电压进行逆变、滤波和升压，输出用于变压器能效试验的电压；
54.所述锂电池模块，用于为所述试验电源模块进行供电；
55.所述补偿装置模块，用于输出所述试验电源模块的输出端中电路电流的谐波补偿电流或无功补偿电流；
56.所述接线测量模块，用于对待测试变压器进行空载电流测量、空载损耗测量、短路阻抗测量、负载损耗测量或/和直流电阻测量；
57.所述计算机控制系统，用于通过所述预设通讯连接方式对所述试验电源模块、所述锂电池模块和所述接线测量模块进行控制，采集并处理测试数据。
58.在本实施例中，试验电源模块的输入端与锂电池模块的输出端连接，在对待测试变压器进行试验的过程中，在不具备外部电源的情况下，锂电池模块可以直接为试验电源模块进行供电。在一实施例中，锂电池模块包括高电压、大容量且可充电的锂离子电池组，锂离子电池组(锂电池组)的电压根据试验电源模块中igbt数字电源输出电压选择，在一实施例中，锂电池组的电压可选择320v(伏特)，锂电池组的电池容量根据待测试变压器的能效试验的工作量配置，即根据试验时间进行选择，在一实施例中，锂电池组的电池容量可选择25ah(毫安)，可以满足40台待测试变压器的能效试验，约一天的工作量。因此，在不具备外部电源的情况下，试验电源模块对锂电池模块输入的电压进行逆变、滤波和升压，升压后得到用于变压器能效试验的稳定电压，同时输出用于变压器能效试验的电压。
59.进一步地，本实施例中的试验电源模块的输出端与接线测量模块的输入端连接，因此，试验电源模块在对输入的电压进行升压后，将升压后的电压通过输出端输入至接线测量模块的输入端，为接线测量模块对待测试变压器进行空载电流测量、空载损耗测量、短路阻抗测量、负载损耗测量或/和直流电阻测量提供能效试验的稳定电压。
60.进一步地，本实施例中的试验电源模块的输出端与补偿装置模块的输出端连接，在试验电源模块将升压后的电压输入至接线测量模块输入端的过程中，需要补偿装置模块对电路电流中的电流进行补偿，解决电压不匹配的问题。
61.进一步地，本实施例中的计算机控制系统通过预设通讯连接方式与试验电源模块、锂电池模块和接线测量模块进行连接，预设通讯连接方式包括但不限制于有线通讯连接方式和无线通讯连接方式。在一实施例中，预设通讯连接方式可为无线通讯连接方式，如无线局域网和蓝牙等，因此，计算机控制系统通过无线通讯连接方式对试验电源模块、锂电池模块和接线测量模块进行控制，同时，采集待测试变压器试验过程中测试系统的测试数据，并对测试数据进行计算计算、储存、加工和维护。进一步地，计算机控制系统中安装有自动识别软件和信息管理系统，可以自动完成待测试变压器试验过程中测试数据的采集、计算、储存、加工和维护，实现了无纸化信息检测。
62.本实施例提供的变压器能效试验装置，变压器能效试验装置中的试验电源模块、
锂电池模块、补偿装置模块和接线测量模块采用了分体化模块设计，由于各个模块体积小、重量轻以及易组装，从而实现了组装便捷和携带便捷。同时，由于本技术提供的变压器能效试验装置中的锂电池模块可以为变压器能效试验进行供电，不需要使用交流电网供电的发电机组、调压器或变频电源做试验电源，实现了在户外现场随时随地使用。
63.本技术提供一种变压器能效试验装置，参照图2，图2是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之二。
64.所述试验电源模块包括igbt数字电源、滤波器和中间变压器；
65.所述igbt数字电源的输出端与所述滤波器的输入端连接，所述滤波器输出端与所述中间变压器的输入端连接；
66.所述igbt数字电源包括输入电路和三相igbt逆变，所述输入电路与所述三相igbt逆变的输入端连接；
67.所述三相igbt逆变，用于对所述锂电池模块通过所述输入电路输入的电压进行逆变，输出三相交流电压；
68.所述滤波器，用于对所述三相igbt逆变输出的三相交流电压进行滤波，输出正弦波电压；
69.所述中间变压器，用于对所述滤波器输出的正弦波电压进行升压，输出所述用于变压器能效试验的电压。
70.在本实施例中，试验电源模块包括igbt数字电源、滤波器和中间变压器。igbt数字电源的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器输出端与中间变压器的输入端连接。进一步地，igbt数字电源包括输入电路和三相igbt逆变，输入电路与三相igbt逆变的输入端连接，进一步可以理解为，输入电路与三相igbt逆变的输入端连接，三相igbt逆变的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器输出端与中间变压器的输入端连接。igbt数字电源是试验电源的核心，其体积小、重量轻、调节线性准确、保护执行速度快、免维护及维修。
71.进一步地，在本实施例中，igbt数字电源的功率容量根据需要进行能效试验的待测试变压器的容量选择。在一实施例中，试验能力为10kv(千伏特)电压等级配电变压器最大试验容量≤630kva(千伏安)(100％额定电流下)或≤1250kva(50％额定电流下)，低压绕组额定电压≤400v，额定频率50hz(赫兹)，油浸式变压器阻抗≤4.5％，干式变压器阻抗≤6.5％时，igbt数字电源的功率容量最少需要30kva。
72.进一步地，在缺少现场供电的情况下，可以通过锂电池模块中的高压锂电池组直接为igbt数字电源进行供电。具体地，高压锂电池组为输入电路进行供电，本实施例中的输入电路可以为直流母线，即可以将理解为高压锂电池组与直流母线直接连接，为igbt数字电源进行供电。接着，三相igbt逆变对锂电池模块通过直流母线输入的电压进行逆变，输出三相交流电压。接着，滤波器对三相igbt逆变输出的三相交流电压进行滤波，消除高次谐波并输出正弦波电压，为试验提供纯净的正弦波电压。最后，中间变压器对滤波器输出的正弦波电压进行升压，输出用于变压器能效试验的电压，该用于变压器能效试验的电压可以默认为满足实现能效试验。
73.进一步地，在另一实施例中，如图3所示，图3是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之三，在本实施例为可以现场供电的情况，一般地，在具备现场供电的试验场所，现场供电为220v或380v的市电(交流电)。因此，igbt数字电源还包括整流整流模块的输出端
与输入电路连接，进一步可以理解为，整流模块的输出端与输入电路连接，输入电路与三相igbt逆变的输入端连接，三相igbt逆变的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器输出端与中间变压器的输入端连接。具体地，整流模块对输入的市电进行整流，得到整流后的直流电，同时通过直流母线输出整流后的直流电。三相igbt逆变对直流电进行逆变，输出三相交流电压。接着，滤波器对三相igbt逆变输出的三相交流电压进行滤波，消除高次谐波并输出正弦波电压，为试验提供纯净的正弦波电压。最后，中间变压器对滤波器输出的正弦波电压进行升压，输出用于变压器能效试验的电压。
74.进一步地，将试验现场具备外部电源条件和不具备外部电源条件进行结合可得到以下所述本实施例。如图4所示，图4是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之四，在本实施例中，需要在锂电池组与直流母线之间增加直流接触器，直流接触器可控制为闭合状态或断开状态。在试验现场具备外部电源条件下，控制直流接触器处于断开状态，即锂电池组不能为试验电源模块供电，需要通过整流模块、三相igbt逆变、滤波器和中间变压器，输出用于变压器能效试验的电压。在试验现场不具备外部电源条件下，控制直流接触器处于闭合状态，即锂电池组可以直接为试验电源模块供电，通过三相igbt逆变、滤波器和中间变压器，输出用于变压器能效试验的电压即可。
75.本技术实施例的试验现场不仅可以在具备外部电源条件下进行，同时可以在不具备外部电源条件下进行，因此可以根据试验现场的条件进行灵活配置，输出由于变压器能效试验的电压，即实现了了在户外现场随时随地地进行变压器能效试验。
76.本技术提供一种变压器能效试验装置，参照图5，图5是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之五。
77.所述补偿装置模块包括有源滤波器apf和变流器；
78.所述有源滤波器apf的输出端与所述变流器的一次侧连接，所述变流器的二次侧与所述试验电源模块的输出端连接；
79.所述有源滤波器apf，用于对采样到的负载电流进行各次谐波和无功分量的分离，根据各次谐波和无功分量的大小并按照预设补偿参数，输出补偿电流；
80.所述变流器，用于将所述有源滤波器apf输出的补偿电流，输入至所述试验电源模块的输出端。
81.在本实施例中，补偿装置模块包括有源滤波器apf和变流器(三相变流器)，有源滤波器apf的输出端与变流器的一次侧连接，变流器的二次侧与试验电源模块的输出端连接，从而通过变流器将有源滤波器apf与试验电源模块相互隔离，即将有源滤波器apf与试验电路相互隔离。进一步地，本实施例中的有源滤波器apf采集负载电流，并对采样到的负载电流进行各次谐波和无功分量的分离，根据各次谐波和无功分量的大小并按照预设补偿参数，控制并输出相应频率、大小与相位的补偿电流，其中，预设补偿参数根据实际情况设定。接着，变流器将有源滤波器apf输出的补偿电流，输入至试验电源模块的输出端，即将补偿电流输出到试验电路中，补偿电流与负载电流中相应的谐波或无功电流分量抵消，从而实现了动态的跟踪补偿。
82.进一步地，有源滤波器apf通过变流器进行电压和电流按变比的变换，输出补偿电流到试验电路，解决试验电路的电压与有源滤波器apf的电压不匹配的问题。
83.进一步地，在对待测试变压器试验的过程中，需要确定待测试变压器的试验类型，
根据试验类型输出相对应的补偿电流，其中，试验类型包括空载试验类型和负载试验类型。因此，待测试变压器的试验类型为空载试验类型时，有源滤波器apf输出谐波补偿电流，从而降低待测试变压器空载时较大的谐波电流分量对试验电压波形的影响，保证试验电压波形畸变率符合标准要求。进一步地，待测试变压器的试验类型为负载试验类型时，有源滤波器apf输出无功补偿电流，提高了系统的功率因数。
84.本技术实施例通过使用有源滤波器apf进行电流补偿，可以大大降低试验电源的容量需求，从而用较小的试验电源容量就可以满足现场试验的需要，进一步减轻变压器能效试验装置的体积和重量，提高变压器能效试验装置的携带便捷。
85.本技术提供一种变压器能效试验装置，参照图6，图6是本技术提供的变压器能效试验装置示意图之六。
86.所述接线测量模块包括接线切换装置和测量系统；
87.所述接线切换装置包括试验接线电缆和测试电缆，所述试验接线电缆与所述待测试变压器连接，所述测试电缆与所述测量系统连接；
88.所述接线切换装置，用于自动切换所述待测试变压器的试验接线或/和直流电阻的测试接线；
89.所述测量系统，用于对所述待测试变压器进行空载电流测量、空载损耗测量、短路阻抗测量、负载损耗测量或/和直流电阻测量。
90.在本实施例中，接线测量模块包括接线切换装置和高精度测量系统。接线切换装置包括接线端、试验接线电缆和测试电缆，接线端与试验电源模块的输出端连接，以试验电源模块输出的电压作为待测试变压器的试验电压。试验接线电缆与待测试变压器连接，其中，试验接线电缆为两组电缆，试验时分别与待测试变压器的一次侧端子和二次侧端子相连，对待测试变压器进行试验。测试电缆与测量系统连接。进一步地，接线切换装置自动切换待测试变压器的试验接线或/和直流电阻的测试接线，其中，待测试变压器的试验接线包括待测试变压器空载试验的试验接线和待测试变压器负载试验的试验接线。在一实施例中，接线切换装置包括plc可编程逻辑控制器、继电器和交流接触器，plc可编程逻辑控制器的通讯接口与计算机控制系统连接，因此，plc可编程逻辑控制器控制继电器和交流接触器的通断，自动切换待测试变压器空载试验的试验接线、待测试变压器负载试验的试验接线或/和直流电阻的测试接线。接着，测量系统(高精度测量系统)对待测试变压器进行空载电流测量、空载损耗测量、短路阻抗测量、负载损耗测量或/和直流电阻测量，在一实施例中，测量系统包括高精度电压互感器、电流互感器、功率分析仪和直流电阻测试仪，因此，可以通过高精度电压互感器、电流互感器、功率分析仪和直流电阻测试仪，对待测试变压器进行空载电流测量、空载损耗测量、短路阻抗测量、负载损耗测量或/和直流电阻测量。
91.本实施例通过接线测量模块进行试验线路的自动切换，以及通过测试系统自动对待测试变压器进行测量，在切换试验接线和测试过程中完全不需要人工参与，在实现自动化测试的同时，保证了试验结果的准确性。
92.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的精神和
范围。