本實用新型涉及干式空心電抗器技術領域，具體涉及一種干式空心電抗器匝間絕緣性能試驗系統(tǒng)。

背景技術：

隨著我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展，對于如何提高供電質量和供電可靠性，已經成為供電系統(tǒng)需要考慮的重要問題。無功補償裝置在提高供電質量方面起著重要作用，在近幾年得到了迅速發(fā)展；而為保證供電可靠性，保證變壓器免受短路電流沖擊，短路電流限制裝置也得到廣泛應用。

干式空心電抗器作為無功補償裝置和短路電流限制裝置中的代表性設備，由于其具有損耗小、噪音低、維護工作量小、不易發(fā)生相間短路故障、電抗值線性度好、設計壽命長等優(yōu)點,近年來廣泛應用于國內外電網設備中。電力系統(tǒng)采取的電抗器常見的有并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器。并聯(lián)電抗器用來吸收線路的容性無功，起到改善電力系統(tǒng)無功功率的作用；串聯(lián)電抗器則主要用來限制短路電流，或者通過與電容器串聯(lián)或并聯(lián)來限制電網中的高次諧波。

隨著干式空心電抗器在電網中的大規(guī)模應用，由于電抗器的各種缺陷引發(fā)的事故也不可避免的發(fā)生，在對電抗器缺陷統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)由于匝間絕緣引發(fā)的短路故障在各種缺陷中所占比例最高，接近一半。多數(shù)電抗器故障為匝間短路引起電抗器起火燃燒，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來了很大影響。

針對干式空心電抗器匝間絕緣的檢測試驗研究，國內學者的研究方法大體上可分為以下幾種：一種是感應耐壓試驗法，該方法對電抗器首尾端直接施加工頻電壓，與電抗器實際運行狀況最為接近，可有效考核電抗器匝間絕緣耐受過電壓的能力，但該方法所需無功功率很大，很難有試驗裝置能滿足試驗時的容量要求，從而使此方法受到極大限制。一種是雷電沖擊電壓試驗法，由于感應耐壓試驗方法的局限性，該方法被替代用作考核電抗器匝間絕緣的耐受能力，但是該方法作用時間比較短，能量較低，外觀檢查難辨別，且匝間短路引 起的電參數(shù)變化量小，從雷電沖擊波形也難以辨別。

還有一種是高頻脈沖振蕩法，該方法的研究基于電抗器在匝間絕緣出現(xiàn)擊穿短路時電抗器參數(shù)變化現(xiàn)象，在電抗器上施加高頻電壓，對比正常電抗器和故障電抗器對施加電壓呈現(xiàn)不同的衰減常數(shù)，從而判斷電抗器的匝間絕緣狀態(tài)，該方法僅對已經出現(xiàn)匝間絕緣缺陷的電抗器有效果，而對存在匝間絕緣隱患而又未發(fā)生絕緣擊穿的電抗器則無法實現(xiàn)檢測功能。公開號為CN105445630的一種干式空心電抗器匝間絕緣測試裝置，包括輸入模塊、干式空心電抗器、監(jiān)測電路、MCU系統(tǒng)、過流保護電路、總線模塊、顯示模塊、信號轉換開關、數(shù)/轉換電路、輸入操作模塊；監(jiān)測電路包括電壓監(jiān)測電路、無功電流監(jiān)測電路、有功電流監(jiān)測電路、功率因素監(jiān)測電路，輸入模塊包括調壓器、高壓脈沖電路、高頻振蕩電路，干式空心電抗器輸入端連接高頻振蕩電路，輸出端連接無功電流監(jiān)測電路、有功電流監(jiān)測電路、功率因素監(jiān)測電路。

因此，對不同使用條件下的干式空心電抗器匝間絕緣進行試驗研究，實現(xiàn)干式空心電抗器匝間絕緣的現(xiàn)場檢測，就顯得愈發(fā)重要。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種干式空心電抗器匝間絕緣性能試驗系統(tǒng)，能夠對35千伏干式空心電抗器現(xiàn)場進行感應耐壓試驗，完成現(xiàn)場對電抗器的升壓操作。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下：

一種干式空心電抗器匝間絕緣性能試驗系統(tǒng)，其中，包括高壓開關柜、變頻試驗電源、試驗變壓器、無功功率補償單元、局部放電監(jiān)測單元和被試品單元，所述高壓開關柜接入380V三相交流電流，所述高壓開關柜、變頻試驗電源、試驗變壓器、無功功率補償單元、局部放電監(jiān)測單元、被試品單元依次連接；所述局部放電監(jiān)測單元包括耦合電容、測量阻抗和局部放電測試儀，所述被試品單元包括干式空心電抗器和交流電壓測量單元，所述干式空心電抗器和交流電壓測量單元并聯(lián)。

優(yōu)選的，所述試驗變壓器的高壓回路中串聯(lián)電流表。

優(yōu)選的，所述無功功率補償單元采用油浸式密集型補償電容器組。

優(yōu)選的，所述無功功率補償單元由多個電容器組串聯(lián)組成，所述的電容器組由多支電容器并聯(lián)組成。

優(yōu)選的，所述試驗變壓器為勵磁變壓器。

本實用新型的有益效果是：

1)本實用新型能夠對干式空心電抗器現(xiàn)場進行感應耐壓試驗，完成現(xiàn)場對電抗器匝間絕緣的考核；

2)本實用新型所需升壓試驗變壓器額定電壓低，降低了試驗變壓器的制造難度；

3)本實用新型自帶局部放電監(jiān)測單元，可以對試驗過程中局部放電情況進行測量。

4)本實用新型自帶無功補償電容器，所需有功電源容量小，可以實現(xiàn)現(xiàn)場試驗的要求。

5)本實用新型的方法清晰，突破了傳統(tǒng)干式空心電抗器無法在現(xiàn)場進行匝間絕緣有效的瓶頸，使干式空心電抗器現(xiàn)場進行感應耐壓成為可能，同時在試驗過程中對局部放電量水平進行監(jiān)測，填補了國內現(xiàn)場考核干式空心電抗器匝間絕緣性能的空白，有效干式空心電抗器的安全運行。

附圖說明

圖1是本實用新型干式空心電抗器匝間絕緣性能試驗系統(tǒng)的原理框圖。

圖2是本實用新型干式空心電抗器匝間絕緣性能試驗系統(tǒng)局部放電監(jiān)測單元的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對實用新型技術方案進一步說明：

實施例1：

如圖1所示，本實用新型包括高壓開關柜1、變頻試驗電源2、勵磁變壓 器3、無功功率補償單元4、局部放電監(jiān)測單元5和被試品單元6，高壓開關柜1接入380V三相交流電流，高壓開關柜1、變頻試驗電源2與勵磁變壓器3依次電連接，勵磁變壓器3將變頻試驗電源2的輸出電壓U₁升壓為U₂，勵磁變壓器3的高壓回路中串聯(lián)電流表。局部放電監(jiān)測單元5由耦合電容器C_K、檢測阻抗Z_M和局放測試儀M組成。無功功率補償單元4由3個相同的電容器組C1～C3組成，其中，電容器組C1-C3均由三支電容器并聯(lián)而成，這三組電容器組并聯(lián)在一起用以增加無功補償?shù)娜萘?。被試品單?包括干式空心電抗器和交流電壓測量單元，所述干式空心電抗器和交流電壓測量單元并聯(lián)。

試驗變壓器激發(fā)諧振回路，通過變頻試驗電源輸出頻率使得回路中的無功功率補償單元與被試品單元產生并聯(lián)諧振。勵磁變壓器3激發(fā)諧振回路，通過變頻試驗電源2輸出頻率使得回路中的無功功率補償單元4與被試品單元6產生并聯(lián)諧振，實現(xiàn)無功功率的完全補償。高壓開關柜1對勵磁變壓器3起到保護的作用，防止電流過大損壞設備。局部放電監(jiān)測單元5通過耦合電容器C_K、檢測阻抗Z_M和局放測試儀M，利用脈沖電流法的原理，對整個加壓系統(tǒng)的局部放電水平進行監(jiān)測和考核。

本實用新型在試驗時通過勵磁變壓器3將變頻試驗電源2的輸出電壓升到合適的電壓值，以激發(fā)整個試驗回路，動態(tài)調節(jié)變頻試驗電源2的輸出頻率和無功功率補償單元4的電容器組投切組數(shù)，使無功功率補償單元和被測電抗器在變頻試驗電源頻率范圍內(30Hz-300Hz)實現(xiàn)并聯(lián)諧振，從而實現(xiàn)無功功率的完全補償，此時變頻試驗電源2的輸出頻率即為試驗頻率，被試品6所加電壓即為諧振電壓。根據(jù)并聯(lián)諧振原理，該試驗系統(tǒng)利用高壓電抗器和和補償電容器諧振產生高電壓和大電流，電源僅需提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，所需的電源容量大幅減小，實驗設備的體積和重量也大幅減小。并且試驗系統(tǒng)中引入脈沖電流法的局部放電監(jiān)測單元，從而實現(xiàn)了對整個試驗回路，特別是被試品6局部放電水平的檢測和考核。

實施例2：

如圖2所示，由于本實用新型在局部放電監(jiān)測單元5中使用了脈沖電流法進行局部放電量的監(jiān)測，因此需要在加壓試驗開始前，對整個試驗系統(tǒng)進行局放量(局部放電量)的校準，利用標準電容器和方波發(fā)生器，對整個試驗回路進行校準，其中方波發(fā)生器輸出一端接地，另一端利用信號線輸出方波信號，并施加在耦合電容器的首端，以500pC為例，此時調整方波輸出使其輸出為500pC，同時在局部放電檢測儀上應能讀出方波信號，按照局部放電檢測儀的使用說明進行方波校準即可。

本實用新型的方法清晰，突破了傳統(tǒng)干式空心電抗器無法在現(xiàn)場進行匝間絕緣有效的瓶頸，使干式空心電抗器現(xiàn)場進行感應耐壓成為可能，同時在試驗過程中對局部放電量水平進行監(jiān)測，填補了國內現(xiàn)場考核干式空心電抗器匝間絕緣性能的空白，有效干式空心電抗器的安全運行。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。