本發明屬于變壓器故障模擬技術領域，具體涉及鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應測試平臺與方法。

背景技術：

變壓器作為電力系統以及牽引供電系統中的核心設備之一，其穩定性和可靠性關系到整個系統的正常運行，隨著用電量的增加，關于變壓器故障的診斷及防護成為運行檢修工作的重點。

繞組和鐵心是變壓器最為重要的部件，當這兩個部位發生故障而不及時修復，往往會導致變壓器遭到進一步破壞，頻率響應法是目前應用較為廣泛的繞組變形離線診斷方法，其通過分析頻率響應曲線變化規律來診斷繞組變形，大量研究表明，變壓器鐵心的狀態對變壓器繞組頻率響應具有一定程度的影響，如鐵心是否接地、剩磁大小、片間短路等故障，即繞組頻率響應一定程度上反映了鐵心的狀態。

目前，繞組頻率響應裝置大多研究不同的變形類型與頻率響應曲線變化的關聯性及頻率響應曲線分析方法，或者單獨研究鐵心片間短路對鐵心勵磁電流的影響，能針對鐵心片間短路故障與繞組頻率響應的關聯性的研究裝置還沒有。

技術實現要素：

本發明針對現有技術存在的不足，提出鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應測試平臺與方法，以探究變壓器鐵心發生不同短路片數以及不同位置片間短路故障與鐵心繞組頻率響應方面的關聯性并使之具有操作方便、靈敏度高的特點。

本發明采用的技術解決方案是：鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應測試平臺。變壓器器身1內設置有卷鐵心2，卷鐵心心柱上繞制有繞組3；上鐵軛設置有故障模擬夾件8，繞組3通過套管4與頻率響應測試儀5連接，頻率響應測試儀5與故障模擬夾件8通過傳輸線與計算機6連接。

故障模擬夾件8為一“口”形部件，對稱設置的兩個夾件箱通過四個支撐螺桿固定在鐵心上鐵軛上；各夾件箱具有三層，各層內平行設置有六個短路接觸單元；短路接觸單元具有電磁繼電器10，電磁繼電器10端口固定有絕緣塊11，絕緣塊11另一端覆蓋有銅片12；受計算機6控制的接線分配單元9置于夾件箱內，接線分配單元9與夾件箱內各短路接觸單元電氣連接，接受計算機指令實現故障模擬夾件8中不同短路接觸單元電磁繼電器電路的通斷控制。

按本發明的方案，故障模擬夾件8的每一夾件箱具有三層總共設置有六排十八個絕緣塊11，每塊絕緣塊11表面覆蓋有10mm×10mm的銅片12，夾板內部與絕緣塊11相連接的是電磁繼電器10，電磁繼電器10與接線分配單元9連接，接線分配單元9與計算機6相連接，通過計算機6向接線分配單元9發送指令，即可使電磁繼電器10動作控制絕緣塊11的彈出與收回，當夾件對應位置的絕緣塊11彈出，其上面的銅片12與卷鐵心2側面接觸即可實現鐵心片間短路；同一排絕緣塊11中的一塊可以實現10mm(30片硅鋼片厚度)的片間短路，通過控制同一排不同絕緣塊11伸出可以實現10mm(30片硅鋼片)、20mm(60片硅鋼片)以及30mm(90片硅鋼片)的片間短路，通過控制不同排絕緣塊11彈出可實現不同短路位置的片間短路故障。

本發明的目的還在于，為上述測試平臺提供一種測試方法，其具體措施為：

鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應測試方法，采用權利要求1所述的測試平臺進行鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應測試，其特征在于，包括以下主要步驟：

第一步：將頻響測試儀5與套管4連接，頻響測試儀5通過數據線與計算機6連接，將故障模擬夾件8通過數據線與計算機6連接；

第二步：通過計算機6發送指令到故障模擬夾件8中的接線分配單元9，接線分配單元9控制夾件兩側對應的兩個電磁繼電器10斷開，與其相連的絕緣塊11彈出，其上的銅片12與卷鐵心側面貼合，當兩側對應的銅片都與鐵心貼合，則實現鐵心片間短路；

第三步：在第二步的情況下，計算機6控制頻響測試儀5測量變壓器繞組3的頻率響應，并將測量數據上傳至計算機1，并記錄對應的鐵心片間短路狀況；

第四步：重復第二、三步，對接線分配單元9發送不同指令，實現不同位置及不同程度的卷鐵心片間短路故障，然后測量30～90片短路片數下的繞組頻率響應并記錄數據；

第五步：統計得到不同的片間短路片數及位置，并得到對應情況下的繞組頻率響應，計算曲線相關系數進行比較分析。

采用本發明方案鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應測試平臺與方法，可探究變壓器鐵心發生不同短路片數以及不同位置片間短路故障與鐵心繞組頻率響應方面的關聯性，并具有操作方便、靈敏度高等特點。

附圖說明

圖1為本發明所涉及的整體結構側視圖。

圖2為本發明所涉及的通訊原理圖。

圖3為本發明所涉及的故障模擬夾件俯視圖。

具體實施方式

本發明為鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應測試平臺與方法，能夠模擬卷鐵心變壓器不同短路位置以及不同短路片數的片間短路故障，能夠實現鐵心故障與繞組頻率響應間的關聯性研究。

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細解釋說明：

如圖1所示，鐵心片間短路故障下的繞組頻率響應測試平臺與方法，其主要包括：變壓器器身1、卷鐵心2、繞組3、故障模擬夾件8、套管4、頻率響應測試儀5、計算機6。變壓器器身1內設置有卷鐵心2，卷鐵心2心柱上繞制有繞組3，上鐵軛設置有故障模擬夾件8，所述的繞組2通過套管4與頻率響應測試儀5連接，所述的頻率響應測試儀5與故障模擬夾件8通過傳輸線與計算機6連接。

圖3為故障模擬夾件俯視圖，所述的故障模擬夾件8，其內部設置有接線分配單元9，接線分配單元9控制電磁繼電器10，電磁繼電器10端口固定有絕緣塊11，絕緣塊11另一端覆蓋有銅片12，故障模擬夾件8通過支撐螺桿13和螺母14固定在鐵心上鐵軛。接線分配單元9實際起到對多路繼電器分時控制作用，在實際實施中，接線分配單元9可以采用多種具體器件，比如常規的多路電子開關模塊予以實現。

圖2為整個系統通訊原理圖，計算機6通過發送指令至接線分配單元9可使電磁繼電器10動作控制絕緣塊11的彈出與收回，故障模擬夾件8一側夾板上總共設置有6排18個絕緣塊11，當對應位置的絕緣塊11彈出，其上面的銅片12與卷鐵心側面接觸即可實現鐵心片間短路；同一排絕緣塊11中的一塊可以實現10mm(30片硅鋼片厚度)的片間短路，通過控制同一排不同絕緣塊11彈出可以實現10mm(30片硅鋼片)、20mm(60片硅鋼片)以及30mm(90片硅鋼片)的片間短路，通過控制不同排絕緣塊11彈出可實現不同短路位置的片間短路故障，當鐵心發生片間短路故障之后，計算機6控制頻響測試儀5進行繞組頻率響應測試。

所涉及的具體測試方法如下：

第一步：將頻響測試儀5與套管4連接，頻響測試儀5通過數據線與計算機6連接，將故障模擬夾件8通過接線分配單元9與計算機6連接。

第二步：通過計算機6發送指令到故障模擬夾件8中的接線分配單元9，接線分配單元9控制夾件兩側對應的兩個電磁繼電器10斷開，與其相連的絕緣塊11彈出，其上的銅片12與卷鐵心側面貼合，當兩側對應的銅片都與鐵心貼合，則實現鐵心片間短路；

第三步：在第二步的情況下，計算機6控制頻響測試儀5測量變壓器繞組3的頻率響應，并將測量數據上傳至計算機，并記錄對應的鐵心片間短路狀況；

第四步：重復第二、三步，對接線分配單元9發送不同指令，實現不同位置及不同程度的卷鐵心片間短路故障，然后測量30～90片短路片數下的繞組頻率響應并記錄數據。

第五步：統計得到不同的片間短路片數及位置，并得到對應情況下的繞組頻率響應，計算曲線相關系數進行比較分析。