[發明專利]考慮導電桿材質影響的配電變壓器繞組材質鑒別裝置及方法

在審

• 申請號: 201711058745.3
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107843618A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 杜林;陳偉根;王棣生;王有元;譚亞雄;譚佳雨
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N25/48
• 分類號: G01N25/48;G01N25/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于變壓器檢測領域，涉及一種考慮導電桿材質影響的配電變壓器繞組材質鑒別裝置及方法。

背景技術

繞組作為變壓器重要的組成部分之一，工作在高場強、高機械負荷和熱負荷的環境中，因此繞組材質在具備良好的導電性能的同時，需具有一定的機械強度以及耐熱能力，并且能承受短時過載和短路沖擊。銅和鋁作為最常用的兩種繞組材料，在性能等方面存在差異。銅和鋁的電阻率分別為1.7×10^-8Ω·m和2.82×10^-8Ω·m，銅具有更好的導電性能。同時銅的熱導率、布氏硬度、抗拉強度等參數均優于鋁，具有更好的機械和熱性能；而鋁比銅成本低，密度小，易于加工成型。目前市面存在以鋁繞組代替銅繞組的現象，在使購買方蒙受經濟損失的同時，給電力系統帶來了安全隱患。

我國電力變壓器出廠必須經過例行試驗、型式試驗和特殊試驗，其中與變壓器繞組密切相關的試驗包括：繞組電阻測量、短路試驗、空載試驗、溫升試驗等。這些試驗都不能用于檢測鋁繞組變壓器。目前，電力運檢部門普遍采用吊罩后破壞繞組絕緣進行繞組導體類型檢測，該方法費時費力、準確度不高同時具有不可逆性。

現有新型繞組無損檢測方法，如專利號CN105223329A的“基于熱電效應的變壓器繞組材質鑒別方法”，加熱變壓器低壓側的其中一相接頭，在變壓器繞組兩端形成溫度差，通過其中一相接頭與0相接頭間的溫度差及熱電勢值，判斷變壓器繞組材質。該無損檢測方法中，將測量線、導電桿、繞組引出線視為相同材質的銅材，其主要缺點是：①導電桿材質采用紫銅或黃銅，不同銅/銅合金材質的賽貝克系數有一定差異，加熱源連接導電桿引出端，在相同溫差情況下，不同材質的導電桿與繞組引出線(紫銅)間形成的熱電勢有一定差異；②導電桿材質與測量線材質存在差異，同時測量線首端與導電桿連接，且連接處距熱源較近，連接處與測量線末端存在較高溫度差，因此導電桿與測量線間會形成熱電勢。導電桿-測量線、導電桿-繞組引出線形成的熱電勢與引出線-繞組熱電勢相疊加，對繞組材質的判斷有較大影響。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種考慮導電桿材質影響的配電變壓器繞組材質鑒別裝置及方法，從而實現精確鑒別變壓器繞組材質的目的。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

考慮導電桿材質影響的配電變壓器繞組材質鑒別裝置，包含加熱裝置，測量夾，信號采集和處理裝置；

所述加熱裝置由固定裝置和加熱片組成，所述固定裝置用于固定加熱片于被檢測裝置，所述加熱片用于加熱所述被檢測裝置；

所述測量夾由上下兩塊夾板組成，所述上夾板和下夾板通過夾緊螺栓夾緊，所述上夾板的一端上還設置有定位槽，所述下夾板上設置有兩道凹槽，所述凹槽分別用設置賽貝克系數為S1的測量線和溫度傳感器；

所述信號采集和處理裝置包含溫度傳感器電路、繼電器控制電路、熱電勢調整電路和采集控制單元；

所述溫度傳感器電路用于采集加熱裝置以及導電桿的溫度；

所述繼電器控制電路用于控制加熱源的電源的分合；所述熱電勢調整電路用于對測量過程中的工頻及諧波干擾進行處理，并將信號最終輸出到采集控制單元。

進一步，所述熱電勢調整電路包含依次連接的過壓保護電路，第一級濾波電路，第一級放大電路，第二級濾波電路以及第二級放大電路；

所述過壓保護電路由TVS二極管構成，所述第一級放大電路采用放大器AD625進行運算放大；所述第二級濾波電路包含OPA277運算放大器，對第一級放大電路放大的工頻及諧波干擾進行濾除。

進一步，所述繼電器控制電路包含驅動芯片ULN2003以及光耦TLP280，所述驅動芯片ULN2003用于提高數字信號的驅動能力，所述光耦TLP280用于實現光電隔離以及準確開斷電路。

進一步，所述被檢測裝置為油浸式變壓器，所述固定裝置由套筒和加熱頭組成，所述加熱片設置在所述加熱頭上，所述加熱頭上還設置有所述套筒的接口，所述套筒的內徑為12mm，16mm，20mm，24mm，30mm或33mm，帶內螺紋。

進一步，所述被檢測裝置為干式變壓器，所述固定裝置由兩片固定片組成，所述加熱片設置于所述固定片內，所述固定片上還設置有固定片緊固裝置。

進一步，所述加熱片為PTC陶瓷恒溫加熱片。

進一步，所述上下夾板上還設置有緊固螺栓，所述緊固螺栓用于提供力矩保證所述上下夾板夾緊。

進一步，所述溫度傳感器均為熱電偶傳感器，數量為3，分別設置在所述加熱裝置和兩個測量夾之中。