一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统的制作方法

1.本实用新型属于电压互感器铁磁谐振试验装置领域，具体说是一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统。


背景技术：

2.目前，对于40.5kv-1000kv电压等级以上的电压互感器，最小安全距离约1m，最大安全距离约8.7m，因高电压等级的互感器产品整体高度过高、重量过大、电压等级高。现有试验线路存在以下不足：
3.1)我们现有的铁磁谐振试验设备的二次短路时间控制由两种模式，一种是采用的旋钮式时间继电器控制短路时间，但旋钮式时间继电器设置容易存在偏差，并且常常出现继电器不动作或者误动作现象；另一种采用设备厂家提供的铁磁试验仪，电脑控制，控制设备形状较大且搬运困难，并且测量精度低，采集的波形分辨率较低，不利于研究性数据分析；设备接线复杂，试验员工容易出现接错线的现象，试验环境较为杂乱，常出现被线绊倒的现象，准备试验设备及调试时间较长。
4.2)因电压互感器产品的电压等级较高，受线路及部分设备的影响，高电压下常出现放电现象，示波器采集试验波形出现波动或者毛刺，影响试验结果，无法对试验数据进行准确分析，容易损坏试验设备，同时对试验员或造成重大的人身伤害。


技术实现要素：

5.针对于现有技术在高电压等级电压互感器整体铁磁谐振试验中出现的不足，本实用新型要解决的问题是提供一种便于提高试验效率，同时保障试验员和产品安全的电压互感器铁磁谐振平台装置。
6.本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，包括：电源开关、调压器、试验变压器、电容分压器、试验电压互感器ptn、短路试验控制回路以及示波器；
7.所述调压器接入380v电源，并由电源开关控制电源通断；所述调压器的一次侧绕组经接入试验变压器的原边绕组输入端；
8.所述试验变压器副边绕组引出高压线依次经电容分压器的首端、试验电压互感器的一次绕组首端与待测电压互感器一次绕组的a端并联；
9.所述短路试验控制回路分别与待测电压互感器的二次绕组1a端、示波器连接，用于当按下启动按钮，短路试验控制回路使得二次绕组1a端和1n端短路；示波器连接短路试验控制回路测量二次绕组短路瞬间二次1a和1n短路电压；
10.所述试验电压互感器ptn的二次绕组首末两端分别与示波器连接；
11.所述示波器引出两条引线分别并联接入待测互感器的二次绕组1a端、1n端；
12.所述短路试验控制回路分别与示波器和待测电压互感器连接。
13.所述电容分压器，包括：电容c1、电容c2以及电压表；
14.所述电容c1、电容c2相串联，电容c2引出电容分压器的末端接地，电容c1引出电容分压器的首端并联接入试验变压器副边绕组引出的高压线上；
15.所述电压表为峰值电压表，且用于实时监控一次电压的电压表与电容c2并联。
16.所述短路试验控制回路，包括：相互连接的时间继电器和交流接触器；
17.所述时间继电器接入220v电源，时间继电器的触点a与220v电源的正极之间设有启动按钮；
18.所述时间继电器的触点a与其相邻的触点c连接，经过触点c相对的触点d与交流接触器的线圈一端连接，以使交流接触器的线圈通电；
19.时间继电器触点b与220v电源的负极连接，220v电源的负极经时间继电器触点b后与交流接触器的线圈另一端连接，使交流接触器的线圈与220v电源之间构成回路；
20.所述交流接触器与示波器和待测电压互感器的二次绕组1a端、1n端连接。
21.所述交流接触器多个并联设置的常开触点开关，且每个常开触点开关均与交流接触器的线圈连接，当交流接触器的线圈通电后，每个常开触点开关闭合；
22.每个所述常开触点开关一端相互连接，并共同引入一条引线与待测电压互感器的二次绕组1a端连接，每个所述常开触点开关另一端经电流分流器分别接入待测电压互感器的二次绕组1n端，以使交流接触器与待测电压互感器的二次绕组的1a侧、1n侧构成回路；
23.电流分流器有两个，且分别接入示波器同一触点。
24.所述试验电压互感器ptn的二次绕组首末端连入示波器的第一通道节点；
25.所述待测电压互感器的二次绕组的首末端连入示波器的第二通道节点；
26.短路试验控制回路的电流分流器与第三通道节点连接。
27.所述待测电压互感器为单绕组互感器或多绕组互感器。
28.所述试验变压器为升压变压器。
29.所述电源开关为空气开关。
30.本实用新型具有以下有益效果及优点：
31.1.本实用新型在铁磁谐振试验装置上外接220v电源，其内部安装交流接触器，利用时间继电器的触发，激发接触器内部铁心的分、合使内部主触头动作，从而实现电压互感器二次短路，引起电压互感器发生铁磁谐振，利用示波器记录一次电压、二次电压和二次短路电流，此设备也可以应用在电压互感器短路承受能力试验。
32.2.本实用新型可以完成现有国际上通用两种频率50hz和60hz电压互感器铁磁谐振试验，方便电压互感器二次端子测量接线，使铁磁谐振试验过程得以简化，提高整体试验安全系数，保障人员安全，提高铁磁谐振试验效率。
33.3.本实用新型改进控制部分接触器触发方式，利用数字定时时间继电器替代旋钮式，时间设置更加准确，避免出现短路接触器不动作或者误动作现象；为了准确获取电压互感器二次短路电流，利用穿孔式电流互感器替换体积大、精度低的环形电流互感器；将控制与测量部分设备整合组装以减少设备的摆放占地以及接线的复杂度。
附图说明
34.图1为本实用新型时间继电器与交流接触器的短路试验控制回路；
35.图2为本实用新型电容式电压互感器铁磁谐振试验电气原理图；
36.图3为本实用新型电容式电压互感器一、二次回路测量装置和时间继电器控制装置；
37.图4为本实用新型电容式电压互感器二次线路激发装置电气原理图。
具体实施方式
38.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
39.如图2所示，为本实用新型电容式电压互感器铁磁谐振试验电气原理图，该系统包括：电源开关、调压器、试验变压器、电容分压器、试验电压互感器ptn、短路试验控制回路以及示波器；
40.调压器接入380v电源，并由电源开关控制电源通断；所述调压器的一次侧绕组经接入试验变压器的原边绕组输入端；
41.试验变压器副边绕组引出高压线依次经电容分压器的首端、试验电压互感器的一次绕组首端与待测电压互感器一次绕组的a端并联；
42.短路试验控制回路分别与待测电压互感器的二次绕组1a端、示波器连接，用于当按下启动按钮k，短路试验控制回路使得二次绕组1a端和1n端短路；示波器连接短路试验控制回路测量二次绕组短路瞬间二次1a和1n短路电压；
43.试验电压互感器ptn的二次绕组首末两端分别与示波器连接，用于输出一次电压至示波器；
44.示波器引出两条引线分别并联接入待测互感器的二次绕组1a端、1n端，用于接收待测电压互感器的二次绕组的二次电压；
45.短路试验控制回路分别与示波器和待测电压互感器连接，用于获取待测电压互感器的二次短路电流，并输出至示波器。
46.电容分压器，包括：电容c1、电容c2以及电压表；
47.电容c1、电容c2相串联，电容c2引出电容分压器的末端接地，电容c1引出电容分压器的首端并联接入试验变压器副边绕组引出的高压线上，用于采集依次施加电压信号；
48.电压表为峰值电压表，且电压表与电容c2并联，用于实时监控依次电压。
49.如图1或4所示，短路试验控制回路，包括：相互连接的时间继电器和交流接触器；
50.时间继电器接入220v电源，时间继电器的触点7与220v电源的正极之间设有启动按钮k，用于控制交流接触器的通断电；
51.时间继电器的触点7与其相邻的触点8连接，经过触点8相对的触点5与交流接触器的线圈一端连接，以使交流接触器的线圈通电；
52.时间继电器触点2与220v电源的负极连接，220v电源的负极经时间继电器触点2后与交流接触器的线圈另一端连接，使交流接触器的线圈与220v电源之间构成回路；
53.交流接触器与示波器和待测电压互感器的二次绕组1a端、1n端连接。
54.交流接触器多个并联设置的常开触点开关，且每个常开触点开关均与交流接触器的线圈连接，当交流接触器的线圈通电后，每个常开触点开关闭合；
55.每个所述常开触点开关一端相互连接，并共同引入一条引线与待测电压互感器的二次绕组1a端连接，每个所述常开触点开关另一端经电流分流器分别接入待测电压互感器的二次绕组1n端，以使交流接触器与待测电压互感器的二次绕组的1a侧、1n侧构成回路；
56.电流分流器有两个，且分别接入示波器同一触点，用于测量短路瞬间二次电路的短路电流。
57.其工作原理如下：
58.时间继电器接通220v电源，使用触点2、5、7、8实现时间继电器控制交流接触器，设置短路时间0.1s，图1中k是启动按钮3，当按下启动按钮3，时间继电器触点2和7获得220v电源，交流接触器线圈充电，内部铁心吸和，主触点闭合动作，呈现短路状态并保持，时间继电器开始计时，0.1s后触点8和5常闭变成常开，交流接触线圈失去外部电源，内部铁心吸力消失，内部主触点断开，呈现开路状态，试验结束。
59.将图1短路试验控制回路应用在电容式电压互感器铁磁谐振试验，如图2所示，合上380v电源和220v电源，升压过程中，调整输入电源，通过调压器t1(2-4)输送到试验变压器yd(2-5)低压端，通过变压器yd(2-5)转换，将试验变压器yd(2-5)高压侧电压施加在电容分压器(2-11)、标准电压互感器(2-6)和待测电压互感器(2-12)首端上，电容分压器(2-11)c1采集一次施加电压信号；电容分压器(2-11)c2并联设有峰值电压表，用于实时监控一次电压，标准电压互感器(2-6)一次绕组的a端与待测电压互感器(2-12)一次绕组的a端并联连接；标准电压互感器(2-6)的二次绕组的a端与示波器(2-10)1通道连接，以输入标准电压互感器(2-6)二次绕组的二次电压信号；待测电压互感器(2-12)的二次绕组的1a端接入交流接触器(2-3)，一套测量线与示波器(2-10)2通道连接，以输入待测电压互感器(2-12)二次绕组1a的二次电压信号，另一套测量线穿过穿心电流互感器(5-4)与示波器(2-10)3通道连接，以输入待测电压互感器二次绕组1a的二次电流信号。
60.示波器(2-10)，用于展示标准电压互感器二次绕组的二次电压信号、待测电压互感器二次绕组的二次电压信号和二次短路电流信号进行比较，得到待测电压互感器对应测试绕组在不同电压测试点铁磁谐振波形。
61.如图3所示，为本实用新型电容式电压互感器一、二次回路测量装置和时间继电器控制装置，其中，试验电压互感器ptn的二次绕组首末端连入示波器的第一通道节点；待测电压互感器的二次绕组的首末端连入示波器的第二通道节点；短路试验控制回路的电流分流器与第三通道节点连接。
62.本实用新型中待测电压互感器为单绕组互感器或多绕组互感器。试验变压器为升压变压器。时间继电器采用jsz3型时间继电器。
63.如图2所示，根据本实用新型的电气原理图；
64.本实用新型的工作原理如下：
65.1)开启380v电源开关，升压过程中，调整输入电源，通过调压器输送到试验变压器低压端，通过变压器转换，将试验变压器高压侧电压施加在电容分压器、试验电压互感器和待测电压互感器首端上，电容c1采集一次施加电压信号；峰值电压表实时监控一次电压，试验电压互感器的一次绕组的a端与待测电压互感器一次绕组的a端并联；试验电压互感器的二次绕组的a端与示波器连接，以输入试验电压互感器二次绕组的一次电压信号；
66.2)待测电压互感器的二次绕组的1a端接入交流接触器，与示波器连接，以输入待测电压互感器二次绕组1a端的二次电压信号，另一套测量线穿过穿心电流互感器与示波器连接，以输入待测电压互感器二次绕组1a端的二次电流信号；
67.3)开启启动开关，通过短路试验控制回路进行铁磁谐振实验；
68.4)示波器分别对铁磁谐振实验过程中电压测试点的一次电压信号、二次电压信号以及二次电流信号进行比较，得到待测电压互感器对应测试绕组在不同电压测试点的铁磁谐振波形。
69.所述通过短路试验控制回路进行铁磁谐振实验，包括以下步骤：
70.1)开启启动开关，将时间继电器接通220v电源，实现时间继电器控制交流接触器，设置短路时间ts，时间继电器触点a和触点b获得220v电源，交流接触器线圈通电，内部铁心吸合，常开触点开关执行闭合动作，呈现短路状态并保持；
71.2)时间继电器开始计时，ts后触点d和触点c常闭变成常开，交流接触线圈失去外部电源，内部铁心吸力消失，内部主触点断开，呈现开路状态，试验结束。
72.步骤4)，具体为：
73.将电压分别升高到0.8，1.0，1.2和1.5倍额定电压下进行铁磁谐振试验，分别对铁磁谐振实验过程中电压测试点的一次电压信号、二次电压信号以及二次电流信号进行比较，得到待测电压互感器对应测试绕组在不同电压测试点的铁磁谐振波形。
74.以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，其特征在于，包括：电源开关、调压器、试验变压器、电容分压器、试验电压互感器ptn、短路试验控制回路以及示波器；所述调压器接入380v电源，并由电源开关控制电源通断；所述调压器的一次侧绕组经接入试验变压器的原边绕组输入端；所述试验变压器副边绕组引出高压线依次经电容分压器的首端、试验电压互感器的一次绕组首端与待测电压互感器一次绕组的a端并联；所述短路试验控制回路分别与待测电压互感器的二次绕组1a端、示波器连接，用于当按下启动按钮，短路试验控制回路使得二次绕组1a端和1n端短路；示波器连接短路试验控制回路测量二次绕组短路瞬间二次1a和1n短路电压；所述试验电压互感器ptn的二次绕组首末两端分别与示波器连接；所述示波器引出两条引线分别并联接入待测互感器的二次绕组1a端、1n端；所述短路试验控制回路分别与示波器和待测电压互感器连接。2.根据权利要求1所述的一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，其特征在于，所述电容分压器，包括：电容c1、电容c2以及电压表；所述电容c1、电容c2相串联，电容c2引出电容分压器的末端接地，电容c1引出电容分压器的首端并联接入试验变压器副边绕组引出的高压线上；所述电压表为峰值电压表，且用于实时监控一次电压的电压表与电容c2并联。3.根据权利要求1所述的一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，其特征在于，所述短路试验控制回路，包括：相互连接的时间继电器和交流接触器；所述时间继电器接入220v电源，时间继电器的触点a与220v电源的正极之间设有启动按钮；所述时间继电器的触点a与其相邻的触点c连接，经过触点c相对的触点d与交流接触器的线圈一端连接，以使交流接触器的线圈通电；时间继电器触点b与220v电源的负极连接，220v电源的负极经时间继电器触点b后与交流接触器的线圈另一端连接，使交流接触器的线圈与220v电源之间构成回路；所述交流接触器与示波器和待测电压互感器的二次绕组1a端、1n端连接。4.根据权利要求3所述的一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，其特征在于，所述交流接触器多个并联设置的常开触点开关，且每个常开触点开关均与交流接触器的线圈连接，当交流接触器的线圈通电后，每个常开触点开关闭合；每个所述常开触点开关一端相互连接，并共同引入一条引线与待测电压互感器的二次绕组1a端连接，每个所述常开触点开关另一端经电流分流器分别接入待测电压互感器的二次绕组1n端，以使交流接触器与待测电压互感器的二次绕组的1a侧、1n侧构成回路；电流分流器有两个，且分别接入示波器同一触点。5.根据权利要求1所述的一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，其特征在于，所述试验电压互感器ptn的二次绕组首末端连入示波器的第一通道节点；所述待测电压互感器的二次绕组的首末端连入示波器的第二通道节点；短路试验控制回路的电流分流器与第三通道节点连接。6.根据权利要求1所述的一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，其特征在于，所述待测电压互感器为单绕组互感器或多绕组互感器。
7.根据权利要求1所述的一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，其特征在于，所述试验变压器为升压变压器。8.根据权利要求1所述的一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，其特征在于，所述电源开关为空气开关。

技术总结
本实用新型属于电压互感器铁磁谐振试验装置领域，具体说是一种高电压等级电压互感器铁磁谐振试验系统，调压器由电源开关控制电源通断；调压器的一次侧绕组经接入试验变压器的原边绕组输入端；试验变压器副边绕组引出高压线依次经电容分压器的首端、试验电压互感器的一次绕组首端与待测电压互感器一次绕组的A端并联；短路试验控制回路分别与待测电压互感器的二次绕组、示波器连接；试验电压互感器的二次绕组两端分别与示波器连接；示波器分别并联接入待测互感器的二次绕组；短路试验控制回路分别与示波器和待测电压互感器连接。本实用新型利用数字定时时间继电器替代旋钮式，时间设置更加准确，避免出现短路接触器不动作或者误动作现象。动作现象。动作现象。


技术研发人员：赵辰 孙颖 张振佳 付彬 李杰 王东东 李世鹏
受保护的技术使用者：特变电工康嘉（沈阳）互感器有限责任公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/9/19