[發明專利]一種測試變壓器油道高度與繞組溫度關聯性的實驗方法

有效

• 申請號: 202110167297.0
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112986760B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 張建文;沈逸超;王路伽;劉康凱;左彎彎
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/62;G01R31/72;G01K7/02;H01F27/14;H01F27/28
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 孟潔

一種測試變壓器油道高度與繞組溫度關聯性的實驗裝置及方法，包括連接在油循環外管道上的繞組模型、直流電源、閥門、油箱、散熱片、流量計和油泵，繞組模型包括繞組線餅、油道和繞組外殼，繞組線餅與直流電源連接，其內部放置兩個熱電偶，其兩側由繞組外殼支撐固定；相鄰的兩個繞組線餅的間隙構成油道。根據繞組模型內外徑關系式和油道高度，進行m次不同油道高度的實驗，分別對m次不同油道高度下各繞組線餅中的2n個熱電偶溫度進行記錄，通過計算得出油道高度與各繞組線餅溫度的關聯性，得到兩者的關聯系結論。本本發明能夠模擬變壓器絕緣在繞組不同油道高度下的溫度分布，有助于研究變壓器在實際運行情況下不同高度的油道對絕緣內溫度的影響。

技術領域

本發明屬于變壓器絕緣狀態診斷領域，具體是一種測試變壓器油道高度與繞組溫度關聯性的實驗方法。

背景技術

變壓器作為電網電力系統最為核心和關鍵的設備之一，發揮著電壓電流轉換和輸出的重要作用。伴隨電力在能源的中心地位不斷提升，促使保障電力安全成為能源安全新戰略的核心要素，是踐行總體國家安全觀的迫切需要。

伴隨我國大力建設電力化網絡，龐大規模的油浸式變壓器被投入使用。變壓器運行時繞組會產生損耗而產生熱量，使得該區域溫度升高，而以纖維素為主要成分的絕緣紙在較高溫度下會發生熱降解，并導致自身機械性能降低。經過熱和氧的長期累積作用，變壓器整體油紙絕緣性能將逐漸劣化并形成熱老化，最終導致變壓器壽命殆盡而“退役”，因此為提高輸配電領域資源配置效率，變壓器絕緣內部的溫度預測與定位尤為關鍵。由于變壓器內部的結構不對稱及油流不均勻等情形，其內部散熱也伴隨不均勻情況，繞組內積聚熱量較多而形成的局部最高溫度稱為熱點溫度，熱點溫度是影響絕緣老化最為嚴重的因素。負載大小是影響熱點溫度的最主要原因，同時研究發現，不同的繞組模型內部尺寸參數改變了絕緣油與繞組線餅接觸的面積，改變油道內的油流速度便直接影響著繞組內部的散熱性能，改變了繞組內部的溫度分布。因此，為了探究不同水平油道高度對繞組內不同位置溫度分布的影響，需要一種測試裝置與方法，便于更好的設計變壓器參數，延長其使用壽命。

發明內容

本發明提供一種測試變壓器油道高度與繞組溫度關聯性的實驗方法，能夠模擬實際變壓器繞組模型尺寸，測試不同油道高度下繞組的溫度分布情況，有助于研究變壓器在實際運行情況下不同高度的水平油道對絕緣內溫度的影響，便于進一步完善變壓器的繞組設計從而優化絕緣冷卻性能，延長變壓器的使用壽命。

為實現本發明的目的，本發明一種測試變壓器油道高度與繞組溫度關聯性的實驗裝置，該裝置由繞組模型、直流電源、油循環外管道、閥門、油箱、散熱片、流量計和油泵組成，其中，繞組模型主要由繞組線餅、油道和繞組外殼組成，各個繞組線餅內部放置兩個熱電偶，每個繞組線餅端子處出線連接一個直流電源；

繞組線餅為扇形結構，其中，繞組線餅由多條經退火軟化后包裹B級絕緣紙的高強度鎳鉻合金組成，鎳鉻合金條為圓弧形狀；一個扇形繞組線餅由具有相同圓心角、不同半徑的鎳鉻合金條，按弧長由小到大依次從內而外緊密排列而成；鎳鉻合金條間用導線首尾串聯，繞組線餅扇形兩側由繞組外殼支撐固定；相鄰的兩個繞組線餅的間隙構成水平油道；

所述的繞組模型、閥門、油箱、散熱片、流量計和油泵通過油循環外管道連接，其中，油箱出油口依次通過油泵、流量計連接繞組模型進油口，繞組模型出油口接散熱片進油口，散熱片出油口連接在油箱與油泵之間的油循環外管道上，閥門分別連接在油箱出油口處、散熱片進油口處、散熱片出油口處、油泵進油口處。

優選地，所述的繞組外殼材質為透明有機玻璃，其垂直高度上根據繞組線餅的高度等距離設置卡槽，將繞組線餅扇形兩側嵌入繞組外殼的卡槽中，起固定支撐作用，可觀察內部油流情況，同時將繞組模型于軸向方向分隔為多個通道，導向油流之字形流動；共設有n塊繞組線餅用以模擬變壓器繞組模型，通過改變各繞組線餅與繞組外殼固定位置來改變水平油道高度。

優選地，油循環外管道的材質為不銹鋼，所有固定零件都采用絕緣材料。

優選地，流量計為超聲波流量計。