[發明專利]一種基于渦流加熱的植物油變壓器熱故障模擬系統

在審

• 申請號: 202011275930.X
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112557993A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 黃青丹;馬耀翔;王勇;潘可欣;莫文雄;胡一卓;宋浩永;王煒;陳于晴;李助亞;趙崇智;劉靜
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張波濤;尹秀峰

本公開揭示了一種基于渦流加熱的植物油變壓器熱故障模擬系統，包括：存儲裝置，所述存儲裝置包括裝置主體，用于存儲植物絕緣油，所述裝置主體上設置有進油口和出油口；電磁加熱裝置，通過輸油管道分別連接至存儲裝置的進油口和出油口，利用電磁感應以形成渦流對流過的植物絕緣油進行加熱；冷凝裝置，置于輸油管道上，用于對在輸油管道內循環流動的植物絕緣油進行冷凝處理。本公開考慮了實際變壓器內部由于磁通集中產生渦流帶來的鐵芯局部過熱的特點，因此，采用渦流加熱能夠避免在熱交換或熱輻射過程中的熱能損耗，具有節能效果好，熱損失小，熱效率高的優點，因此能夠更好地模擬實際變壓器產生的熱故障的特征。

技術領域

本公開涉及一種植物油變壓器熱故障模擬裝置，特別涉及一種基于渦流加熱的植物油變壓器熱故障模擬系統。

背景技術

植物絕緣油是一種安全、過載能力強、可降解的環保液體電介質，作為礦物油的良好替代品在變壓器中的應用日益廣泛。目前，植物絕緣油熱故障可分為低溫熱故障(T＜300℃)、中溫熱故障(300℃≤T＜700℃)和高溫熱故障(T≥700℃)。

造成植物絕緣油熱故障的典型原因是由于磁通集中帶來的鐵芯或外殼局部過熱，其原理就是電磁感應形成的渦流對金屬導體的加熱作用。隨著電網規模和發電機的單機容量不斷增大，電力變壓器的容量和電壓等級也在不斷上升。電力變壓器的容量越大，就要承受越高的電磁負荷密度，導致變壓器的漏磁場顯著增加，同時雜散損耗將增加。嚴重的是，雜散損耗分布極不均勻，可能會集中在箱壁和金屬結構件的小面積部位，而因為渦流產生相當大的局部過熱，高的局部溫升會引起變壓器油的分解、加速絕緣件的熱老化，大大影響變壓器運行的可靠性，縮短其使用壽命。更為嚴重的是，大型變壓器的短路電流可達額定電流的幾十倍，瞬間產生的熱量和線圈巨大的短路電動力足以造成變壓器的完全損壞。目前，國內設計的熱故障模擬裝置存在以下不足：1、密閉體系導致受熱過程內壓增大，影響實驗結果偏離實際情況。2、酒精噴燈等加熱法耗能大，而且這種加熱方法的熱效率很低，只有熱量傳遞到加熱部分上的才使其加熱，大部分熱量都散發在空氣中；并且難以控制溫度，受熱面積大，不符合局部過熱的特點，也無法較好的模擬實際熱故障情況；3、電阻絲加熱法所能達到的最高溫度不能覆蓋熱故障中高溫過熱的區域，此外這種加熱法對電阻絲材料和品質要求很高，在高溫環境下容易老化斷裂，使用壽命較短，能力轉化率低。

發明內容

針對現有技術中的不足，本公開的目的在于提供一種基于渦流加熱的植物油變壓器熱故障模擬系統，采用鐵磁性材料作為加熱源，并基于渦流加熱原理對植物絕緣油加熱，從而能夠準確模擬變壓器的熱故障狀態。

為實現上述目的，本公開提出以下技術方案：

一種基于渦流加熱的植物油變壓器熱故障模擬系統，包括：

存儲裝置，所述存儲裝置包括裝置主體，用于存儲植物絕緣油，所述裝置主體上設置有進油口和出油口；

電磁加熱裝置，通過輸油管道分別連接至存儲裝置的進油口和出油口，利用電磁感應以形成渦流對流過的植物絕緣油進行加熱；

冷凝裝置，置于輸油管道上，用于對在輸油管道內循環流動的植物絕緣油進行冷凝處理。

優選的，所述電磁加熱裝置包括電磁感應單元和渦流加熱板，其中，

所述電磁感應單元用于通過電磁感應產生電磁場；

所述渦流加熱板位于所述電磁感應單元下方，用于對通過電磁感應產生的電磁場進行切割形成渦流，以對植物絕緣油進行加熱。

優選的，所述電磁感應單元包括勵磁線圈和控制電路。

優選的，所述渦流加熱板的制備材料包括如下任一：普通鋼板、鍍鋅鋼板和硅鋼板。

優選的，所述電磁加熱裝置還包括溫度監測單元，所述溫度監測單元包括若干熱電偶，分布于加熱單元中以及輸油管道上，分別用于對渦流加熱板以及流過加熱單元之前和之后的植物絕緣油的溫度進行監測。