一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法、反映方法及装置

技术领域

本发明涉及材料老化寿命检测技术领域，尤其涉及一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法、反映方法及装置。

背景技术

饱和电抗器是直流输电核心设备换流阀的关键元件，其寿命由铁芯和环氧树脂决定，其中铁芯为饱和电抗器的主要损耗来源之一。

目前，一般基于环氧树脂的热加速寿命试验来预计饱和电抗器的平均使用寿命，甚少有针对饱和电抗器铁芯的老化寿命研究。

发明内容

本发明提供了一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法、反映方法及装置，解决了如何实现饱和电抗器铁芯的老化性能试验的技术问题。

本发明第一方面提供一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法，其特征在于，包括：

检测饱和电抗器铁芯样品的电气参量和铁芯损耗，将检测结果符合预置检测要求的饱和电抗器铁芯样品作为目标饱和电抗器铁芯；

设置老化试验温度，将所述目标饱和电抗器铁芯置于预置的老化试验电路中进行所述老化试验温度下的老化试验；

在每个试验周期后检测所述目标饱和电抗器铁芯的实时的电气参量和铁芯损耗；

根据所述老化试验温度计算加速老化因子，基于所述加速老化因子计算各试验周期的目标饱和电抗器铁芯的老化试验等效时间；

根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，获得所述目标饱和电抗器铁芯的老化性能试验报告。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述电气参量包括绕组直流电阻、工频感抗、电压时间面积、工频耐压及局放量。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述设置老化试验温度，包括：

设置所述老化试验温度为100℃。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所述老化试验温度计算加速老化因子，包括：

基于阿伦尼乌斯方程计算所述加速老化因子。

本发明第二方面提供一种饱和电抗器铁芯老化性能反映方法，包括：

获取目标饱和电抗器铁芯的初始的电气参量和铁芯损耗；

获取将所述目标饱和电抗器铁芯置于预置的老化试验电路中进行老化试验时得到的老化试验数据；所述老化试验数据包括对应的老化试验温度以及各试验周期后检测到的所述目标饱和电抗器铁芯的实时的电气参量和铁芯损耗；

根据所述老化试验温度计算加速老化因子，基于所述加速老化因子计算各试验周期的目标饱和电抗器铁芯的老化试验等效时间；

根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，生成所述目标饱和电抗器铁芯的老化性能试验报告。

根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：

根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，构建所述目标饱和电抗器铁芯的老化特征曲线。

根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述构建所述目标饱和电抗器铁芯的老化特征曲线，包括：

构建表征电气参量与老化试验等效时间对应关系的第一老化特征曲线；

构建表征铁心损耗与老化试验等效时间对应关系的第二老化特征曲线。

本发明第三方面提供一种饱和电抗器铁芯老化性能反映装置，包括：

第一获取模块，用于获取目标饱和电抗器铁芯的初始的电气参量和铁芯损耗；

第二获取模块，用于获取将所述目标饱和电抗器铁芯置于预置的老化试验电路中进行老化试验时得到的老化试验数据；所述老化试验数据包括对应的老化试验温度以及各试验周期后检测到的所述目标饱和电抗器铁芯的实时的电气参量和铁芯损耗；

计算模块，用于根据所述老化试验温度计算加速老化因子，基于所述加速老化因子计算各试验周期的目标饱和电抗器铁芯的老化试验等效时间；

生成模块，用于根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，生成所述目标饱和电抗器铁芯的老化性能试验报告。

根据本发明第三方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括：

构建模块，用于根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，构建所述目标饱和电抗器铁芯的老化特征曲线。

根据本发明第三方面的一种能够实现的方式，所述构建模块包括：

第一构建单元，用于构建表征电气参量与老化试验等效时间对应关系的第一老化特征曲线；

第二构建单元，用于构建表征铁心损耗与老化试验等效时间对应关系的第二老化特征曲线。

本发明第四方面提供一种饱和电抗器铁芯老化性能试验装置，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如本发明第二方面任一项能够实现的方式所述的饱和电抗器铁芯老化性能试验方法；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

本发明第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第二方面任一项能够实现的方式所述的饱和电抗器铁芯老化性能试验方法。

本发明第三方面提供了一种饱和电抗器铁芯老化性能试验装置，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如上任意一项能够实现的方式所述的饱和电抗器铁芯老化性能试验方法；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

本发明第四方面一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项能够实现的方式所述的饱和电抗器铁芯老化性能试验方法。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明检测饱和电抗器铁芯样品的电气参量和铁芯损耗，将检测结果符合预置检测要求的饱和电抗器铁芯样品作为目标饱和电抗器铁芯；设置老化试验温度，将目标饱和电抗器铁芯置于预置的老化试验电路中进行该老化试验温度下的老化试验；在每个试验周期后检测目标饱和电抗器铁芯的实时的电气参量和铁芯损耗；根据老化试验温度计算加速老化因子，以计算各试验周期的目标饱和电抗器铁芯的老化试验等效时间；根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，获得目标饱和电抗器铁芯的老化性能试验报告；本发明能够有效实现饱和电抗器铁芯的老化性能试验，明晰电气参量和铁芯损耗与老化试验等效时间之间的对应关系，为饱和电抗器铁芯及饱和电抗器的寿命评估提供了依据，方法操作相对简单，易于实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一个可选实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法的流程图；

图2为本发明另一个可选实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法的流程图；

图3为本发明一个可选实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验装置的结构连接框图。

附图标记：

1-第一获取模块；2-第二获取模块；3-计算模块；4-生成模块。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法、反映方法及装置，用于解决如何实现饱和电抗器铁芯的老化性能试验的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面提供一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法的流程图。

本发明实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法，包括步骤S1-S5。

步骤S1，检测饱和电抗器铁芯样品的电气参量和铁芯损耗，将检测结果符合预置检测要求的饱和电抗器铁芯样品作为目标饱和电抗器铁芯。

该目标饱和电抗器铁芯即需要进行老化性能试验的饱和电抗器铁芯，本实施例中，将检测结果符合预置检测要求的饱和电抗器铁芯样品作为目标饱和电抗器铁芯，可以避免性能不符合要求的饱和电抗器铁芯影响试验效果，且检测到的电气参量和铁芯损耗可以作为基础数据，以与后续试验数据进行比较。

其中，可以根据实际情况确定需要检测的电气参量，作为用于评测目标饱和电抗器铁芯老化性能的技术指标。在一种能够实现的方式中，所述电气参量包括绕组直流电阻、工频感抗、电压时间面积、工频耐压及局放量。

在检测目标饱和电抗器铁芯的初始的电气参量时，可以针对每个电气参量确定数值要求，以作为该预置检测要求。作为具体的实施方式，相应的数值要求可参考表1。

表1：

作为具体的实施方式，进行绕组直流电阻、工频感抗、电压时间面积、工频耐压及局放量检测时，相应的检测方式和试验判据如下：

(1)绕组直流电阻测量：

记录被试绕组温度及绕组端子间的电阻，且应使用直流进行测量；

试验判据：一次绕组的电阻在规定的范围内；

(2)工频感抗测量：

工频感抗为施加电压与实测电流(方均根值)的比值；对换流阀饱和电抗器通以20Arms的工频电流，测量其端子间的电压；

其中工频电流可以在20×(1±2％)Arms的范围内调节，端子间的电压Ueff应当满足Ueff＝4.1±0.5V；

试验判据：在规定电流下，换流阀饱和电抗器的端子间电压在规定的范围内；

(3)电压时间面积测量：

该试验应在冲击电压耐受试验前进行，待冲击电压耐受试验结束后，重复该试验，要求两次试验的波形基本一致；

反向不重复峰值电压满足：58×(1+3％)kV peak；

电压时间面积满足：150×(1+15％)mVs；

试验判据：在规定的试验电压下，饱和电抗器的电压时间面积满足要求；

(5)冲击电压耐受试验：

施加冲击电压：±50kV、±60kV、±70kV、±80kV至饱和电抗器铁芯样品两端；

施加次数：每个电压等级每极性施加3次；

波头时间：0.5～2.5μs；

试验判据：无击穿、无短路、无闪络及波形异常等现象；

(6)工频耐压及局部放电测量：

施加部位：一次线圈对地；

Uac1：32kVrms；

频率f：50Hz；持续时间：1min；

工频耐压试验方法应符合GB 16927.1-2011中第6章的规定；

试验判据：应无击穿、短路、闪络等异常现象；

Uac2：25.5kVrms

频率f：50Hz；持续时间：10min；

试验判据：无击穿、无短路、无闪络等异常现象；

试验时电压从零上升到Uac1，保持1min；随后逐渐减小至局放电压Uac2，保持10min；10min试验期间进行局部放电测量，要求局放不超过15pC；试验结束后电压降到零；如发现异常，检查并处理后重新进行试验。

步骤S2，设置老化试验温度，将所述目标饱和电抗器铁芯置于预置的老化试验电路中进行所述老化试验温度下的老化试验。

步骤S3，在每个试验周期后检测所述目标饱和电抗器铁芯的实时的电气参量和铁芯损耗。

检测的方式与检测饱和电抗器铁芯样品的方式一致。铁芯损耗的检测方式可以采用现有的检测方法，本实施例中，对此不做限定。

在一种能够实现的方式中，所述设置老化试验温度，包括：

设置所述老化试验温度为100℃。

饱和电抗器长期运行时，绕组包层的交联聚乙烯的温度小于50℃，交联聚乙烯长期运行的稳定温度为90℃，温度超过110℃时老化加快，因此，设定高温老化试验温度为100℃。

试验周期可以根据实际情况进行设置。作为具体的实施方式，设置试验周期为15天。

步骤S4，根据所述老化试验温度计算加速老化因子，基于所述加速老化因子计算各试验周期的目标饱和电抗器铁芯的老化试验等效时间。

在一种能够实现的方式中，所述根据所述老化试验温度计算加速老化因子，包括：

基于阿伦尼乌斯方程计算所述加速老化因子。

作为具体的实施方式，该阿伦尼乌斯方程为：

式中，T

本实施例中，该阿伦尼乌斯只考虑了温度因素。需要说明的是，在其他实施方式中，还可以采用现有的综合考虑温度及湿度因素的阿伦尼乌斯方程，或者其他现有的能够适用的改进阿伦尼乌斯方程。

步骤S5，根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，获得所述目标饱和电抗器铁芯的老化性能试验报告。

根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗获得该老化性能试验报告时，可以以表格或者曲线的形式描述各试验的周期电气参量、铁心损耗及相应的老化试验等效时间。在其他实施方式中，还可以以表格或者曲线的形式描述电气参量变化量、铁心损耗变化量及相应的老化试验等效时间变化量，从而更好地展示饱和电抗器铁芯的老化特征。

本发明第二方面提供一种饱和电抗器铁芯老化性能反映方法，该方法可以由服务器、终端等设备自动执行。

请参阅图2，图2示出了本发明实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法的流程图。

本发明实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验方法，包括步骤S10-S40。

步骤S10，获取目标饱和电抗器铁芯的初始的电气参量和铁芯损耗。

步骤S20，获取将所述目标饱和电抗器铁芯置于预置的老化试验电路中进行老化试验时得到的老化试验数据；所述老化试验数据包括对应的老化试验温度以及各试验周期后检测到的所述目标饱和电抗器铁芯的实时的电气参量和铁芯损耗。

其中，该老化试验数据可以根据本发明第一方面任一项实施例所述的饱和电抗器铁芯老化性能试验方法得到。

步骤S30，根据所述老化试验温度计算加速老化因子，基于所述加速老化因子计算各试验周期的目标饱和电抗器铁芯的老化试验等效时间。

相应的计算公式可以参考上述步骤S4所述的内容。

步骤S40，根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，生成所述目标饱和电抗器铁芯的老化性能试验报告。

在一种能够实现的方式中，所述方法还包括：

根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，构建所述目标饱和电抗器铁芯的老化特征曲线。

在一种能够实现的方式中，所述构建所述目标饱和电抗器铁芯的老化特征曲线，包括：

构建表征电气参量与老化试验等效时间对应关系的第一老化特征曲线；

构建表征铁心损耗与老化试验等效时间对应关系的第二老化特征曲线。

本发明第三方面提供一种饱和电抗器铁芯老化性能反映装置。

请参阅图3，图3示出了本发明实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验装置的结构连接框图。

本发明实施例提供的一种饱和电抗器铁芯老化性能试验装置，包括：

第一获取模块1，用于获取目标饱和电抗器铁芯的初始的电气参量和铁芯损耗；

第二获取模块2，用于获取将所述目标饱和电抗器铁芯置于预置的老化试验电路中进行老化试验时得到的老化试验数据；所述老化试验数据包括对应的老化试验温度以及各试验周期后检测到的所述目标饱和电抗器铁芯的实时的电气参量和铁芯损耗；

计算模块3，用于根据所述老化试验温度计算加速老化因子，基于所述加速老化因子计算各试验周期的目标饱和电抗器铁芯的老化试验等效时间；

生成模块4，用于根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，生成所述目标饱和电抗器铁芯的老化性能试验报告。

在一种能够实现的方式中，所述装置还包括：

构建模块，用于根据计算得到的老化试验等效时间以及得到的所有电气参量和铁心损耗，构建所述目标饱和电抗器铁芯的老化特征曲线。

在一种能够实现的方式中，所述构建模块包括：

第一构建单元，用于构建表征电气参量与老化试验等效时间对应关系的第一老化特征曲线；

第二构建单元，用于构建表征铁心损耗与老化试验等效时间对应关系的第二老化特征曲线。

本发明第四方面提供一种饱和电抗器铁芯老化性能试验装置，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如本发明第二方面任一项实施例所述的饱和电抗器铁芯老化性能试验方法；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

本发明第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第二方面任一项实施例所述的饱和电抗器铁芯老化性能试验方法。

本发明上述实施例，能够有效实现饱和电抗器铁芯的老化性能试验，明晰电气参量和铁芯损耗与老化试验等效时间之间的对应关系，为饱和电抗器铁芯及饱和电抗器的寿命评估提供了依据，方法操作相对简单，易于实现。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和单元的具体工作过程，可以参考相应方法实施例中的对应过程，上述描述的装置、模块和单元的具体有益效果，可以参考相应方法实施例中的对应有益效果，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。