[發明專利]一種變壓器防絮罩及其網孔尺寸設計方法

有效

• 申請號: 201810864307.4
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109003781B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 譚風雷;陳昊;張兆君;朱超;張暢;張東東;張鄉農;徐懂理
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司檢修分公司;南京工程學院
• 主分類號: H01F27/00
• 分類號: H01F27/00;G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識產權代理事務所(普通合伙) 32264
• 代理人: 陳臣

本發明公開了一種考慮接頭導通性的變壓器防絮罩及其網孔尺寸設計方法，采用“目”字形框架結構、合頁正反拼接方式和電動升降方式，同時從保證變壓器散熱效果和提高防絮效果兩個目標出發，建立了防絮罩網孔尺寸的優化模型，進而求解得到了最優網孔尺寸，具有結構簡單、便于安裝、對變壓器散熱效果影響較小且防絮效果好的優點。

技術領域

本發明涉及一種變壓器防絮罩及其網孔尺寸設計方法，屬于高壓電力設備技術領域。

背景技術

變壓器的安全運行直接影響著電能的輸送，影響著電力系統的穩定。文獻《變壓器強油風冷問題與改進》對變壓器強迫油循環風冷冷卻器誤跳閘情況進行了分析并提出了改進措施。文獻《主變壓器輔助位冷卻器控制方式分析及改進》針對變壓器冷卻器的設計及控制異常情況，分析了異常原因并提出了改進方案。文獻《一種油浸式電力變壓器繞組溫升工程計算方法》在建立變壓器繞組模型以及分析繞組內油流特性的基礎上，提出了一種變壓器繞組溫升計算方法，并通過現場試驗驗證了該方法的有效性。文獻《變壓器故障診斷用油中溶解氣流新特征參量》提出了基于支持向量機和遺傳算法優選的DGA新特征參量分析變壓器油中溶解氣流來診斷變壓器故障的方法，實驗結果驗證了該方法的有效性。目前，研究變壓器的文獻較多，理論也相對成熟，主要集中在工作原理、結構優化、故障分析與診斷、散熱效果與溫升分析等方面，但是在變壓器防絮除塵降溫方面少有學者研究。

實際上，變壓器運行時，由于鐵心和繞組的銅損、鐵損作用，會產生大量的熱量，需要及時排出，否則會造成絕緣損壞，影響變壓器的正常運行。常見的變壓器散熱方式主要包括：油浸自冷、油浸風冷、強迫油循環風冷、強迫油循環水冷、強迫導向油循環風冷等。目前，大容量變壓器，尤其在500KV變電站、1000kV變電站和±800kV換流站，都是采用強迫油循環風冷散熱方式，但是冷卻器中導油管長期暴露在空氣中，由于靜電作用和風扇抽風散熱，容易把外部的灰塵、柳絮和昆蟲等雜物吸入到散熱器的后部，形成一道絮狀物，影響變壓器的散熱效果，引起變壓器溫度上升，加速絕緣油劣化，嚴重時會降低變壓器使用壽命，威脅電網的安全運行。

為了解決該問題，國家電網公司變電“五通”規定：變電站每年都要對變壓器的冷卻器進行一次帶電水沖洗。采用帶電水沖洗方式能夠有效除去散熱器后部的雜物，但是存在一定的安全隱患且工作量大、對作業環境要求高、易產生清掃死角，特別在每年的四、五月份，飛絮嚴重，往往需要多次清洗散熱器，不利于變電站現場工作的開展，因此亟需研究一種安全、便捷的變壓器防絮除塵方法。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種變壓器防絮罩及其網孔尺寸設計方法，該防絮罩采用“目”字形框架結構、合頁正反拼接方式和電動升降方式，同時基于變壓器散熱效果和防絮效果兩個目標，設計了最優網孔尺寸，具有結構簡單、便于安裝、對變壓器散熱效果影響較小且防絮效果好的優點。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種變壓器防絮罩，其特征在于：所述變壓器防絮罩采用“目”字形框架結構、合頁正反拼接方式和電動升降方式。

所述變壓器防絮罩網孔尺寸設計方法如下：

步驟(1)：根據流體力學原理和能量守恒原則，建立變壓器散熱效果衰減率η(a)隨防絮罩網孔尺寸a變化的數學模型；

步驟(2)：根據統計學原理和空中絮狀物分布情況，建立防絮效果F(a)隨防絮罩網孔尺寸a變化的數學模型；

步驟(3)：基于散熱效果和防絮效果兩個目標，建立防絮罩網孔尺寸a的優化模型，進而求解得到了最優網孔尺寸。

所述步驟(1)具體是指：

根據能量守恒定量，氣流穿過防絮罩網孔之前的能量E₁應該等于氣流穿過防絮罩網孔之后的動能E₂與氣流克服網孔摩擦阻力所做功W_F的能量和，即為：