[發明專利]一種變壓器的直流偏磁故障模擬結構

有效

• 申請號: 201310291732.6
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103323722A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 王健;王鋼斌;聶德鑫;盧文華;方超;張海龍;杜瑋
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;山西省電力公司;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

技術領域

本發明涉及變壓器故障模擬技術領域，具體地指一種變壓器的直流偏磁故障模擬結構。

背景技術

隨著我國交直流混合輸電模式逐漸形成，交直流系統相互干擾的問題也隨之出現。當直流線路采用單極大地同路運行時，通過直流系統的接地極流入大地的直流電流將對交流電力系統內的電力設備產生影響。

變壓器勵磁電流中的諧波電流一般不大于變壓器額定電流的2%，當直流進入變壓器時，與變壓器繞組電流混合在一起，變壓器磁密工作點發生偏移，使變壓器直流偏磁。嚴重的變壓器直流偏磁將使變壓器工作在高度飽和狀態下，飽和鐵芯成為更高磁阻路徑，漏磁通增大，勵磁電流波形畸變，產生更多的渦流損耗；由于集膚效應增加了銅損耗，頻率越高，銅耗越大。同時變壓器的鐵耗也增加，使變壓器過熱。一方面增加系統的熱損耗，另一方面發熱使設備產生溫升，從而惡化設備絕緣條件，縮短設備的壽命。勵磁電流增加導致變壓器產生大量的漏磁，漏磁與變壓器繞組電流作用產生的電動力使繞組振動產生噪聲，同時易使繞組變形老化。另外增加的勵磁電流使變壓器鐵心的磁致伸縮現象加重，產生更大的變壓器噪聲。

目前針對變壓器直流偏磁故障的相關診斷研究工作需要大量的不同工況下的變壓器直流偏磁電量信號、振動噪聲信號以及溫度信號等。但是電網運行設備直流偏磁樣本少，故障時機難以把握，而且現場測試難以獲得充分的直流偏磁故障信號特征，制約了直流偏磁故障的研究。目前還沒有能對直流偏磁故障進行模擬的設備，妨礙了研究人員對變壓器直流偏磁故障的研究。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種變壓器的直流偏磁故障模擬結構，利用該變壓器能分別開展多種工況下的直流偏磁故障的監測和檢測裝置的研究、直流偏磁故障在多種工況下的故障診斷研究和直流偏磁故障的應對策略研究。

為實現此目的，本發明所設計的變壓器的直流偏磁故障模擬結構,其特征在于：它包括三柱式變壓器鐵心、平滑可調的直流電流源、第一直流偏磁線圈和第二直流偏磁線圈，其中，所述三柱式變壓器鐵心的左下鐵軛上繞制第一直流偏磁線圈，所述三柱式變壓器鐵心的右下鐵軛上繞制第二直流偏磁線圈，所述第一直流偏磁線圈的一端與第二直流偏磁線圈的一端串聯連接，所述第一直流偏磁線圈的另一端連接有第一引出導線，第二直流偏磁線圈的另一端連接有第二引出導線，所述第一引出導線和第二引出導線均接入平滑可調的直流電流源，所述第一直流偏磁線圈在左下鐵軛上的繞制方向與第二直流偏磁線圈在右下鐵軛上的繞制方向相同。

上述技術方案中，它還包括變壓器油箱壁、變壓器油箱箱蓋、多個綁扎帶、設置在變壓器油箱箱蓋上的第一直流偏磁絕緣套管和第二直流偏磁絕緣套管、設置在變壓器油箱壁內側的絕緣支架，所述第一引出導線通過綁扎帶固定在絕緣支架的一側，所述第一引出導線的接電端穿過第一直流偏磁絕緣套管后接入平滑可調的直流電流源，所述第二引出導線通過綁扎帶固定在絕緣支架的另一側，所述第二引出導線的接電端穿過第二直流偏磁絕緣套管后接入平滑可調的直流電流源。

所述第一直流偏磁線圈的匝數與第二直流偏磁線圈的匝數相等。

所述第一直流偏磁線圈、第二直流偏磁線圈、第一引出導線和第二引出導線上均包裹有絕緣紙筒。

所述平滑可調的直流電流源的電源輸出范圍為0～5A。

所述第一直流偏磁線圈和第二直流偏磁線圈的導線外徑范圍為2.5~3.9mm。

所述第一直流偏磁線圈的匝數與第二直流偏磁線圈的匝數均為10匝。

所述設置在絕緣支架上的第一引出導線和第二引出導線相互平行布置。

本發明通過在三柱式變壓器鐵心的鐵軛上纏繞直流偏磁線圈，并通過平滑可調的直流電流源對線圈進行供電，使得本發明能準確模擬出多種工況下的直流偏磁故障，有利于完成對變壓器直流偏磁故障的研究及驗證性試驗。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中變壓器油箱壁內側的結構示意圖；

圖3為本發明中第一直流偏磁線圈的截面圖。

其中，1—三柱式變壓器鐵心、1.1—左下鐵軛、1.2—右下鐵軛、2—平滑可調的直流電流源、3—第一直流偏磁線圈、3.1—第一引出導線、4—第二直流偏磁線圈、4.1—第二引出導線、5—變壓器油箱壁、6—變壓器油箱箱蓋、7—第一直流偏磁絕緣套管、8—第二直流偏磁絕緣套管、9—絕緣支架、10—絕緣紙筒、11—綁扎帶。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明：