本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置，具體涉及一種換流變壓器的諧波損耗測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

特高壓換流變壓器在進(jìn)行出廠試驗(yàn)時(shí)，需進(jìn)行負(fù)載損耗的測(cè)量，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)IEC 61378-2-2001《Converter Transformer Part2：Transformers for HVDC applications》制定，根據(jù)實(shí)際使用情況，該標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于換流變壓器負(fù)載損耗的計(jì)算有如下問題：

(1)換流變變壓器電流和頻率的負(fù)載損耗計(jì)算的規(guī)定在IEC 61378-2中已經(jīng)明確標(biāo)明是直接參照IEC 61378-1中的內(nèi)容，而IEC 61378-1是適用于工業(yè)用換流變壓器，而非高壓直流換流變壓器。

(2)IEC61378-2中規(guī)定的測(cè)量方法法對(duì)損耗各部分頻率特性的規(guī)定，國(guó)內(nèi)外不同的試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果差異較大，關(guān)于結(jié)構(gòu)件雜散損耗與頻率的0.8次方成正比，國(guó)外不同學(xué)者提出了0.9、1、1.4、1.5等不同的結(jié)果且全部基于電力系統(tǒng)換流變壓器，而非IEC61378-1中的工業(yè)用換流變壓器。且隨著直流高壓、特高壓工程的不斷進(jìn)展，在換流變壓器容量、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等諸多方面均與之前產(chǎn)生了較大的不同，由于換流變壓器損耗占整個(gè)換流站損耗的比重較大，對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行有較大影響，而目前不同的測(cè)量和計(jì)算方法得出的損耗差異較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種換流變壓器的諧波損耗測(cè)量裝置，通 過變頻電源向被試換流變壓器施加諧波測(cè)試電流，測(cè)量并計(jì)算被試換流變壓器的各次諧波損耗、各次諧波效阻抗以及總損耗，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

一種換流變壓器的諧波損耗測(cè)量裝置，所述裝置包括：電源模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和試品模塊；所述電源模塊分別與試品模塊和數(shù)據(jù)采集模塊連接以供電；所述控制模塊接收所述數(shù)據(jù)采集模塊的信息并控制所述電源模塊中的三相電源試品模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊采集電源模塊和試品模塊輸出的信號(hào)。

所述電源模塊包括依次相連的三相電源、變頻電源、低壓側(cè)無功補(bǔ)償裝置、勵(lì)磁變壓器和高壓側(cè)無功補(bǔ)償裝置。

所述試品模塊設(shè)置有換流變壓器，所述換流變壓器與高壓側(cè)無功補(bǔ)償裝置相連。

所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：互感器和功率分析儀，所述互感器分別與高壓側(cè)無功補(bǔ)償裝置、換流變壓器、功率分析儀相連。

所述互感器采集電壓信號(hào)和電流信號(hào)。

所述控制模塊包括：PLC和工控機(jī)；所述PLC分別與三相電源和工控機(jī)相連，所述工控機(jī)與功率分析儀相連。

所述工控機(jī)為工業(yè)便攜計(jì)算機(jī)，所述PLC采用可編程控制器。

諧波損耗測(cè)量的方法包括以下步驟：

(1)變頻電源輸入端合閘，開始充電，充電完成后，允許變頻電源輸出；

(2)設(shè)定變頻電源輸出電壓、電流以及頻率，開始輸出，升壓；

(3)輸出電壓、電流達(dá)到設(shè)定值后，開始測(cè)量，采集換流變壓器電壓、電流信號(hào)；

(4)工控機(jī)接收采集的電壓信號(hào)及電流信號(hào)，計(jì)算換流變壓器在該次諧波下的損耗以及等效阻抗；

(5)重復(fù)(1)～(4)，完成50Hz～2500Hz內(nèi)各次諧波下?lián)Q流變壓器的損耗和等效阻抗；

(6)計(jì)算各次諧波下的損耗，并繪制諧波損耗曲線。

所述變頻電源輸出為50Hz或50Hz與1000～2500Hz疊加的諧波測(cè)試電流。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明提供的變頻電源可輸出50Hz以及50Hz和100～2500Hz疊加的諧波測(cè)試電流，可以輸出預(yù)設(shè)的諧波電流，可直接測(cè)試換流變壓器在各次諧波下的損耗，可獲得更準(zhǔn)確的損耗數(shù)據(jù)；

(2)工控機(jī)同時(shí)接收所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及各模塊運(yùn)行時(shí)的電氣量，在完成控制、保護(hù)功能的同時(shí)，可根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，得到被試換流變壓器各次諧波損耗、等效阻抗以及總損耗，方便繪制諧波損耗曲線。

附圖說明

圖1是本發(fā)明測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明試裝置測(cè)量單次諧波損耗的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

根據(jù)圖1所示為本發(fā)明提供的換流變壓器諧波損耗測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)框圖，所述測(cè)試裝置包括電源模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和背時(shí)品模塊；電源模塊由380V的三相電源直接供電，經(jīng)變頻電源和勵(lì)磁變壓器后輸出50Hz或50Hz 與1000～2500Hz(2～50次)疊加的諧波測(cè)試電流，施加到被試換流變壓器上，數(shù)據(jù)采集模塊采集待測(cè)電氣參數(shù)并傳輸?shù)娇刂颇K，控制模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行控制、保護(hù)及數(shù)據(jù)分析計(jì)算。

所述電源模塊采用380V的三相電源供電，變頻電源輸出電壓0～400V、50Hz以及50Hz與各次諧波疊加的測(cè)試電流，經(jīng)過低壓側(cè)無功補(bǔ)償裝置后，通過勵(lì)磁變壓器升壓并經(jīng)高壓側(cè)無功補(bǔ)償裝置后，產(chǎn)生用于測(cè)量換流變壓器損耗的電壓和電流。

所述數(shù)據(jù)采集模塊包括高頻電壓互感器、高頻電流互感器和功率分析儀，采集模塊采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)并傳輸給控制模塊。

所述控制模塊包括PLC和工控機(jī)，工控機(jī)負(fù)責(zé)接收采集模塊采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析并顯示測(cè)量結(jié)果，此外工控機(jī)可接收電源模塊中變頻電源的運(yùn)行參數(shù)，判斷電源模塊的工作狀態(tài)，并可發(fā)出控制指令，傳輸給PLC，由PLC控制變頻電源輸出給定的電壓、電流。

380V的三相電源輸入變頻電源，變頻電源經(jīng)整流后，控制逆變器輸出指定頻率的電壓、電流波形，經(jīng)由勵(lì)磁變壓器升壓，由于被試換流變壓器近似為純感性負(fù)載，在進(jìn)行空載損耗試驗(yàn)時(shí)，為減少變頻電源的容量，在勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)和高壓側(cè)均并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置，勵(lì)磁變壓器經(jīng)補(bǔ)償后向被試換流變壓器施加指定的諧波電流。高頻電流互感器的一次側(cè)接入勵(lì)磁變壓器高壓輸出側(cè)，測(cè)量流過被試換流變壓器的電流，高頻電壓互感器一次側(cè)并接入測(cè)試回路，測(cè)量被試換流變壓器的電壓，高頻電壓互感器和電流互感器的二次側(cè)均接入功率分析儀，有功率分析儀測(cè)量損耗功率。

根據(jù)圖2所示為本發(fā)明所提供測(cè)試裝置在測(cè)量換流變壓器單次諧波損耗時(shí)的工作流程圖。開始測(cè)試時(shí)，變頻電源的輸入端合閘，變頻電源開始充電，充 電完成后，變頻電源輸出端合閘，然后通過工控機(jī)設(shè)定輸出電壓、電流以及輸出電流的頻率，設(shè)定完成后允許變頻電源輸出，當(dāng)輸出電壓、電流達(dá)到設(shè)定值后，測(cè)量模塊測(cè)量輸出電壓、電流，并由此計(jì)算該次諧波頻率下的損耗以及換流變壓器的等效阻抗，完成測(cè)試后，變頻電源輸出回零，結(jié)束單次諧波損耗的測(cè)量。

需要聲明的是，本發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。