电力变压器综合测试试验电源系统的研究

陈浩 刘德红

摘要：通过开展电力电压器综合试验，可以明确其各项参数、性能，是否符合设计标准，对提高设备自身质量、保证电力系统运行安全有积极作用。在负载试验、温升试验、耐压试验等综合测试中，需要对电源系统进行频繁切换，提供良好的试验运行环境。而传统的变压器综合测试试验，多以手动控制为主，不仅效率低，而且存在一定的安全隐患。本文介绍的一种基于PLC控制的变压器综合试验电源系统，可以根据不同试验的要求，灵活调控电源系统，实现自动调节，试验效率、结果精度和安全性能都得到了大幅度的提升。

关键词：电力变压器;电源系统;PLC;空载试验

引言：

作为电力系统中的核心设备，电力变压器的质量将会对供电稳定性产生直接影响。近年来，电力变压器的结构设计更加复杂，试验要求也更加严格。在电力信息化背景下，将信息技术与变压器综合试验相结合，构建基于PLC控制的综合试验电源系统。根据预设指令，PLC可以根据不同的试验项目，自动完成对电源系统工作状态的调控，为当前试验的开展提供所需的电压，支持试验的顺利开展。

1.变压器试验电源系统的组成

整个电源控制系统分成三部分，即控制模块、应用模块和试验模块。（1）根据控制方式的不同，控制模块的组成包括工控机和手控台。电源系统的常规运行下，由工控机根据预设的程序，控制整个电源系统完成自动运行。当系统出现异常状况，或是需要更改程序时，需要切换到手控台，进行手动控制。（2）应用模块主要包括IPC（进程间通信）和PLC（可编程逻辑控制器）两个部分，另外还有支持不同试验的智能仪表。其中，IPC负责在控制终端与PLC之间，以及PLC与电源系统之间完成通信，传输信息;PLC则根据技术人员预设的程序，识别需要进行的变压器试验，并对电源系统做出调控。智能仪表则负责监测、收集，并通过IPC向PLC传输试验中的数据。（3）试验模块，主要包含了电力变压器一些常规的试验，例如耐压试验、电阻测试、空载试验、温升试验等等。具体组成如图1所示。

2.基于PLC的变压器综合试验电源系统

2.1应用优势

为了满足电力行业需要，电力变压器的结构组成变得更加复杂和精密，试验项目更多，要求也更加严格。由于线路结构复杂，在以往的试验中，每进行一项新的试验，技术人员就必须重新调整一次试验电源，工作量大，且容易发生触电事故。基于PLC的变压器综合试验电源系统，以PLC作为核心单元，可以根据试验要求进行灵活的调控。PLC作为一种工业计算机，在复杂条件下能够保持稳定运行，并且控制逻辑简单，响应速度快。在变压器的综合测试试验中，技术人员首先针对每一种试验项目，编写相应的控制程序。这样在实际开展试验时，PLC可以自动识别，并控制电源作出相应的转换动作，为各项试验的开展提供了必要的电源条件，支持试验的顺利完成。整个过程全部有PLC自动控制完成，减轻了人工压力，提升了试验效率。

2.2控制方法

系统默认为自动控制，此时PLC与手控台之间的连接断开，只能接受来自工控机的指令。根据指令，PLC结合当前将要进行的试验内容，调用后台与之匹配的控制程序。此时，PLC的通信串口中，所有非相关的串口全部处于关闭状态，只有正在进行试验的串口保持打开。控制指令从该串口直接达到前端的调节电机。调压电机根据指令，进行电压切换，最终提供一个满足试验进行的稳定电压。同时，利用智能仪表对当前系统中各项试验参数进行采集，并反馈给PLC。PLC作出分析后，如果电压、电流条件不符合试验要求，则继续调整，直到反馈信息显示符合试验要求，此时开始进行试验。当前试验完成后，PLC通过上位机接收下一项试验的指令，自动转换至下一试验。

3.变压器综合测试试验中电源系统的应用

按照相关规定，电力变压器试验电源系统的分类，主要参考两个标准，其一是电源容量，其二是接线方式。按照这两个标准，将变压器常规试验进行划分，其中空载、负载试验，以及电抗器电感值测定试验，由于接线方式类似，可以划分为一类;而耐压试验、温升試验、电流互感器试验等，则划分为另一类。

3.1空载/负载试验电源系统

变压器的空载与负载试验，都需要提供高电压、大电流，在进行这两种测试试验时，要求电源容量较大，才能满足正常试验的需求。在试验中为调节或限制电压、电流的上升和下降速度，感应调压器的调压电机采用变频器控制，试验变压器副边设计成双绕组结构。主要电路参数为：

单相感应调压器：800kVA、380v/0—625V;

调压电机（三相）：750W、380V;

试验变压器：800kVA、625V/2×2000V;

变频器（三相）：1.1kW、0—50Hz。

3.2感应耐压、工频耐压试验电源系统

在电力变压器的耐压试验中，分为10kV工频耐压试验和100kV工频耐压试验两种，具有电压高、电流小的特点。而电流互感器试验则正好相反，试验中需要提供大电流、低电压。基于PLC控制的电源系统，也可以根据具体某一项试验的要求，在电压、电流之间进行灵活的调控、切换，确保了各项试验能够顺利的完成。在试验中为调节或限制电压、电流的上升和下降速度，感应调压器的调压电机采用变频器控制。主要电路参数为：

单相感应调压器：100kVA、380V/0～400V;

变频器（三相）：1.1kW、0～50Hz;

三倍频发生器：O一3kV;

大电流发生器：20kVA、220v/10V/2000A。

结语：

基于PLC控制的电源系统，让电力变压器的综合试验在精确性、高效性以及安全性等方面达到了统筹兼顾。PLC根据预设指令，可以为不同的试验提供相应的电源环境，实用效果良好。未来随着电力变压器的不断革新，综合试验内容增加，PLC控制电源系统还可以支持接口拓展，进一步提高了适用性。推广使用这种自动化的变压器综合试验电源系统，可以为企业创造了可观的效益。

参考文献

[1]杨日海.电力变压器高压试验技术及故障处理方法分析[J].华东科技（综合），2019（04）：214-215.

[2]谢茜，刘睿，张宗喜，等.一起110kV变压器短路承受能力试验不合格的分析及整改措施研究[J].四川电力技术，2019（3）：124-125.