变压器空负载试验的电源补偿装置及变压器测试系统的制作方法

1.本技术涉及变压器测试技术领域，具体涉及一种变压器空负载试验的电源补偿装置及变压器测试系统。


背景技术：

2.变压器的例行试验包括空载试验和负载试验。其中，当变压器进行空载试验时，空载电流谐波含量高，对试验电压波形影响较大，为保证波形良好，需要采取加大电源容量和加谐波电流滤波器进行补偿的措施。当变压器进行负载试验时，系统功率因数低，视在功率高，如果不加补偿，电源容量要达到负载容量的10倍以上，因此必需使用电容器进行无功补偿，以降低对试验电源容量的要求。
3.相关技术中，在进行空载试验时，为保证变压器空载试验时的电压波形满足试验要求，电源容量通常要达到变压器空载容量的5倍～10倍。且在空载试验时，会使用谐波电流滤波器进行谐波电流补偿，谐波电流滤波器由电感、电容等串、并联构成，需要根据被试变压器的谐波电流情况进行配置。而在进行负载试验时，则采用电容器进行无功补偿，即采用采用多只电容器构成电容器塔，并使用接触器等投切开关，控制电容器投切数量，来满足负载试验要求。
4.而由于现有在进行变压器的空、负载试验时，需要采用变压器空载容量的5倍～10倍的电源容量进行变压器的空载试验，同时需要针对空负载试验分别设计不同的补偿装置，且补偿装置的容量需要根据试验变压器的容量进行计算和调整，因此导致变压器在进行空载试验时，电源容量的需求高，且在进行空负载试验时，需要的设备数量多，控制复杂。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种变压器空负载试验的电源补偿装置及变压器测试系统，无需针对空负载试验分别设计不同的补偿装置，降低变压器空负载试验对电源容量的需求和试验控制的复杂度，提高试验效率。
6.第一方面，本技术实施例提供一变压器空负载试验的电源补偿装置，用于接入由电源的输出端连接变压器的一次侧后形成的试验电路中；所述电源补偿装置包括：
7.有源电力滤波器和变流器；
8.所述有源电力滤波器的输出端用于与所述变压器的一次侧连接；
9.所述有源电力滤波器的输入端用于与所述变压器的一次侧连接；
10.所述变流器的二次侧用于与所述电源的输出端连接。
11.在一个实施例中，所述变流器的一次侧和二次侧的匝数比，根据所述电源的电压和所述有源电力滤波器的电压确定。
12.在一个实施例中，还包括：
13.电流互感器；
14.所述有源电力滤波器的输出端用于通过所述电流互感器与所述变压器的一次侧
连接。
15.在一实施例中，所述电流互感器的一次绕组用于与所述变压器的一次侧连接，所述电流互感器的二次绕组与所述有源电力滤波器的输入端连接。
16.在一实施例中，所述电流互感器包括第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器；
17.所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器的一次绕组，用于与所述变压器的一次侧中各相线路一一对应连接；
18.所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器的二次绕组与所述有源电力滤波器的输入端连接。
19.在一实施例中，所述变流器包括三相变流器。
20.第二方面，本技术实施例提供一种变压器测试系统，包括：电源、变压器、有源电力滤波器和变流器；
21.所述电源的输出端与所述变压器的一次侧连接；
22.所述有源电力滤波器的输出端与所述变压器的一次侧连接；
23.所述有源电力滤波器的输入端与所述变压器的一次侧连接；
24.所述变流器的二次侧与所述电源的输出端连接。
25.在一实施例中，所述变流器的一次侧和二次侧的匝数比，根据所述电源的电压和所述有源电力滤波器的电压确定。
26.在一实施例中，还包括：
27.电流互感器；
28.所述电流互感器的一次绕组与所述变压器的一次侧连接，所述电流互感器的二次绕组与所述有源电力滤波器的输入端连接。
29.在一实施例中，所述电流互感器包括第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器；
30.所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器的一次绕组，与所述变压器的一次侧中各相线路一一对应连接；
31.所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器的二次绕组与所述有源电力滤波器的输入端连接。
32.本技术实施例提供的变压器空负载试验的电源补偿装置及变压器测试系统，通过将有源电力滤波器和变流器并联在电源与变压器之间，使得当变压器进行空载试验时，由于变压器的电流中的谐波成份，与通过有源电力滤波器和变流器输出到试验电路的补偿电流抵消，从而使注入电源的电流为正弦信号，保证电源的输出电压波形正常。当变压器进行负载试验时，通过有源电力滤波器和变流器输出到试验电路的补偿电流即为变压器所需要的无功电流，使电源的输出电流主要为有功电流，使电源的视在功率大大降低。从而能够在变压器空载试验时提供谐波电流补偿，在负载试验时提供无功电流补偿，降低对电源容量的需求，满足变压器空载和负载试验的要求，进而无需针对空负载试验分别设计不同的补偿装置，即可完成针对变压器的空负载试验，降低了变压器空负载试验时对电源容量的需求和试验控制的复杂度，提高试验效率。
附图说明
33.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作一简单地介绍，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。
34.图1是本技术实施例提供的变压器空负载试验的电源补偿装置的结构示意图；
35.图2是本技术实施例提供的变压器测试系统的结构示意图。
具体实施方式
36.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，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作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。
37.下面结合附图对本技术实施例进行详细的阐述。
38.参见图1，是本技术实施例提供的变压器空负载试验的电源补偿装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的一种变压器空负载试验的电源补偿装置用于接入由电源的输出端连接变压器的一次侧后形成的试验电路中；所述电源补偿装置包括：
39.有源电力滤波器101和变流器102；
40.所述有源电力滤波器101的输出端用于与所述变压器的一次侧连接；
41.所述有源电力滤波器101的输入端用于与所述变压器的一次侧连接；
42.所述变流器102的二次侧用于与所述电源的输出端连接。
43.在一实施例中，有源电力滤波器101与变流器102组成的电源补偿装置，用于并联在电源与变压器之间。有源电力滤波器101的输出端与变流器的一侧相连，有源电力滤波器101的输入端用于与试验电路中的变压器的一次侧相连，从而在接入试验电路后，使电源为有源电力滤波器101提供电流。
44.有源电力滤波器101的输出端，用于通过变流器102与电源的输出端相连接，从而在接入试验电路时，通过变流器102的电压、电流按变比的变换，使有源电力滤波器与电源隔离。
45.在一实施例中，变流器102的一次侧和二次侧的匝数比，根据电源的电压和有源电力滤波器101的电压确定。
46.由于在接入试验电路后，电源与有源电力滤波器101的电压可能不匹配，此时根据电源的电压和有源电力滤波器101的电压，来确定变流器102的一次侧和二次侧的匝数比，使变换后的有源电力滤波器101的电压，与电源的电压相匹配。
47.在一实施例中，当接入试验电路后，有源电力滤波器101便可采样变压器的电流并实时计算，对电流进行各次谐波和无功分量的分离，根据电流各次谐波和无功分量的大小，按照预先设定的补偿参数，控制并输出相应频率、大小与相位的补偿电流。该补偿电流经变流器102变流后，输出到电源与变压器构成的试验电路中，使补偿电流与变压器中相应的谐波和无功分量抵消，从而实现了动态的跟踪补偿。
48.在接入试验电路后，当变压器进行空载试验时，由于变压器的电流中的谐波成份，
与通过有源电力滤波器和变流器输出到试验电路的补偿电流抵消，从而使注入电源的电流为正弦信号，保证电源的输出电压波形正常。当变压器进行负载试验时，通过有源电力滤波器和变流器输出到试验电路的补偿电流即为变压器所需要的无功电流，使电源的输出电流主要为有功电流，使电源的视在功率大大降低。从而能够在变压器空载试验时提供谐波电流补偿，在负载试验时提供无功电流补偿，降低对电源容量的需求，满足变压器空载和负载试验的要求，进而无需针对空负载试验分别设计不同的补偿装置，即可完成针对变压器的空负载试验，降低了变压器空负载试验时对电源容量的需求和试验控制的复杂度，提高试验效率。
49.在一实施例中，所述电源补偿装置还包括：电流互感器103；
50.所述有源电力滤波器101的输出端用于通过所述电流互感器103与所述变压器的一次侧连接。
51.在一实施例中，有源电路滤波器101通过电流互感器103与所述变压器的一次侧连接，此时电流互感器103在接入试验电路后，测量的即为电源输入至变压器的电流，同时可将该电流通过变换后提供给有源电路滤波器101。
52.具体的，电流互感器103的一次侧用于与所述变压器的一次侧连接，所述电流互感器103的二次侧与所述有源电力滤波器101的输入端连接。
53.在电流互感器103的一次侧接入试验电路中变压器的一次侧后，有源电路滤波器101即可通过电流互感器103检测变压器的电流，从而可通过采样变压器的电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消变压器中相应电流，实现了动态跟踪补偿。
54.在一实施例中，考虑到试验电路通常为三相电路，因此当试验电路为三相电路时，电流互感器103则包括用于接入a相线路的第一电流互感器、用于接入b相线路的第二电流互感器以及用于接入c相线路的第三电流互感器。其中，第一电流互感器的一次绕组用于接入a相线路；第二电流互感器的一次绕组用于接入b相线路；第三电流互感器的一次绕组用于接入c相线路。第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器的二次绕组与有源电力滤波器101的输入端连接，从而在接入三相电路时，将测量到的变压器的电流，提供给有源电力滤波器101。第一电流互感器、第二电流互感器以及第三电流互感器可以为相同的电流互感器。
55.在一实施例中，当试验电路为三相电路时，变流器102可以包括三相变流器，从而将补偿电流经三相变流器变流后输出到由电源与变压器构成的三相电路中，使补偿电流与变压器中相应的谐波和无功分量抵消，从而实现了动态的跟踪补偿。
56.参见图2，是本技术实施例提供的变压器测试系统的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的一种变压器测试系统用于进行变压器的空负载试验，包括：电源110、变压器120、有源电力滤波器130和变流器140；
57.所述电源110的输出端与所述变压器120的一次侧连接；
58.所述有源电力滤波器130的输出端与所述变压器120的一次侧连接；
59.所述有源电力滤波器130的输入端与所述变压器120的一次侧连接；
60.所述变流器140的二次侧与所述电源110的输出端连接。
61.在一实施例中，电源110可以为交流电源，其输出端与变压器120的一次侧连接，形
成三相电路。有源电力滤波器130与变流器140组成的电源补偿装置，并联在电源110与变压器120之间的线路上。有源电力滤波器130的输出端与变流器的一侧相连，有源电力滤波器130的输入端与变压器120的一次侧相连，使电源为有源电力滤波器130提供电流。
62.有源电力滤波器130的输出端，通过变流器140与电源的输出端相连接，从而通过变流器140的电压、电流按变比的变换，使有源电力滤波器与电源隔离。
63.在一实施例中，变流器140的一次侧和二次侧的匝数比，根据电源的电压和有源电力滤波器130的电压确定。
64.由于在变压器测试系统中，电源110与有源电力滤波器130的电压可能不匹配，此时可根据电源的电压和有源电力滤波器130的电压，来确定变流器140的一次侧和二次侧的匝数比，使变换后的有源电力滤波器130的电压，与电源的电压相匹配。
65.在一实施例中，当系统运行时，有源电力滤波器可采样变压器的电流并实时计算，对电流进行各次谐波和无功分量的分离，根据电流各次谐波和无功分量的大小，按照预先设定的补偿参数，控制并输出相应频率、大小与相位的补偿电流。该补偿电流经变流器变流后，输出到电源与变压器构成的三相电路中，使补偿电流与变压器中相应的谐波和无功分量抵消，从而实现了动态的跟踪补偿。
66.当变压器进行空载试验时，由于变压器的电流中的谐波成份，与通过有源电力滤波器和变流器输出到三相电路的补偿电流抵消，从而使注入电源的电流为正弦信号，保证电源的输出电压波形正常。当变压器进行负载试验时，通过有源电力滤波器和变流器输出到试验电路的补偿电流即为变压器所需要的无功电流，使电源的输出电流主要为有功电流，使电源的视在功率大大降低。从而能够在变压器空载试验时提供谐波电流补偿，在负载试验时提供无功电流补偿，降低对电源容量的需求，满足变压器空载和负载试验的要求，进而无需针对空负载试验分别设计不同的补偿装置，即可完成针对变压器的空负载试验，降低了变压器空负载试验时对电源容量的需求和试验控制的复杂度，提高试验效率。
67.在一实施例中，该变压器测试系统还包括：电流互感器150；
68.电流互感器150的一次侧与所述变压器120的一次侧连接，所述电流互感器150的二次侧与所述有源电力滤波器130的输入端连接。
69.在一实施例中，有源电路滤波器130通过电流互感器150与所述变压器120的一次侧连接，此时电流互感器150测量的即为电源输入至变压器120的电流，同时可将该电流通过变换后提供给有源电路滤波器130。
70.通过电流互感器测量变压器的电流，并提供给有源电路滤波器，从而使有源电路滤波器可通过采样变压器的电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消变压器中相应电流，进而实现了动态跟踪补偿。
71.在一实施例中，考虑到电源110与变压器120形成的为三相电路，因此电流互感器150可包括接入a相线路的第一电流互感器、接入b相线路的第二电流互感器以及接入c相线路的第三电流互感器。其中，第一电流互感器的一次绕组接入a相线路；第二电流互感器的一次绕组接入b相线路；第三电流互感器的一次绕组接入c相线路。第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器的二次绕组与有源电力滤波器130的输入端连接。第一电流互感器、第二电流互感器以及第三电流互感器可以为相同的电流互感器。
72.同理，变流器140可以包括三相变流器，从而将补偿电流经三相变流器变流后输出
到由电源与变压器构成的三相电路中，使补偿电流与变压器中相应的谐波和无功分量抵消，从而实现了动态的跟踪补偿。
73.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。