[發明專利]變壓器單個餅式線圈徑向變形的測試裝置及評估方法

有效

• 申請號: 202110911274.6
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113670188B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 何智杰;傅煒婷;楊志平;賴偉山;胡鏡力;洪文斌;林燕楨;顏城;鄭哲藝;孫瑩;林瑞聰;洪君毅
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司漳州供電公司;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司平和縣供電公司
• 主分類號: G01B7/24
• 分類號: G01B7/24;G01R31/62;G01R31/72;H01F27/28
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種變壓器單個餅式線圈徑向變形的測試裝置，其特征在于，包括：M個磁場發生裝置和線圈工作電源；

單個磁場發生裝置由方形開口鐵心、勵磁繞組、勵磁繞組引出線、軸向鐵心固定裝置、軸向鐵心支撐裝置和勵磁電源構成；

所述磁場發生裝置以變壓器單個餅式線圈的圓心為圓心，在方形開口鐵心的開口處與變壓器單個餅式線圈對齊的情況下沿線圈依次等間距排列M個，相鄰的不同勵磁繞組的勵磁繞組引出線依次串聯后與勵磁電源相連；

每個所述勵磁繞組的匝數為可調，用于使變壓器單個餅式線圈不同位置的軸向磁場磁感應強度不同；

所述軸向鐵心固定裝置和軸向鐵心支撐裝置用于固定和支撐磁場發生裝置；

所述變壓器單個餅式線圈在工作時與線圈工作電源相連；

M＝36；

其變壓器單個餅式線圈徑向變形的評估方法，包括以下步驟：

步驟S1：變壓器單個餅式線圈的內外半徑測量：

在變壓器單個餅式線圈上每隔360/M度圓心角標記位置并依次記為變壓器單個餅式線圈第a個位置，a＝1、2、3、……、M，并在第a個位置測量出變壓器單個餅式線圈的內半徑r(a)與外半徑R(a)；

步驟S2：對變壓器單個餅式線圈施加大小為F_i的徑向力：

打開并調節勵磁電源，使勵磁繞組中工頻電流的有效值為i_e；將變壓器單個餅式線圈的引線兩端連接至線圈工作電源，但不放置在磁場發生裝置中，調節線圈工作電源使得變壓器單個餅式線圈中工頻電流的有效值為I，斷開變壓器單個餅式線圈兩端電源的連接；若需要使第i個磁場發生裝置作用下的變壓器單個餅式線圈在1/M個圓弧段所受到的徑向電磁力大小為F_i，i＝1、2、3、……、M，則i_e和I的大小須滿足下式：

式中，變壓器單個餅式線圈的軸向高度記為h₁，包裹在變壓器單個餅式線圈繞組表面的絕緣材料的厚度為h₂，方形開口鐵心中心線的長度為L，μ_fe表示鐵心的磁導率，μ_w表示變壓器單個餅式線圈的導體材料的磁導率，μ_i表示變壓器單個餅式線圈絕緣材料的磁導率，I表示變壓器單個餅式線圈中流通的工頻交流電流有效值，N_i表示第i個磁場發生裝置的勵磁繞組匝數；

保持線圈工作電源輸出設置不變，將變壓器單個餅式線圈放至磁場發生裝置中，并使第i個磁場發生裝置對應變壓器單個餅式線圈第a個位置；再次將變壓器單個餅式線圈兩端與電源連接，此時繞組第a個位置受到大小為F_i的徑向力，并在該徑向力的作用下發生變形；

步驟S3：依次測量變壓器單個餅式線圈第a個位置的內半徑r₁(a)與外半徑R₁(a)，a＝1、2、3、……、M；

步驟S4：計算變壓器單個餅式線圈第a個位置的徑向變形評估因子K_a：

式中，n代表變壓器單個餅式線圈的位置編號；

根據變形評估因子K_a判斷變壓器單個餅式線圈徑向變形程度。

2.根據權利要求1所述的變壓器單個餅式線圈徑向變形的測試裝置，其特征在于：

在步驟S4中，依次計算a＝1、2、3、……、M時的K_a；若0K_a≤0.54，則在大小為F_i的徑向力作用下變壓器單個餅式線圈在第a個位置的局部徑向變形符合要求，若0.54K_a≤0.79，則變壓器單個餅式線圈在第a個位置局部輕微徑向變形，若在0.79K_a≤2.88之間則變壓器單個餅式線圈在第a個位置局部中度徑向變形，若K_a2.88則變壓器單個餅式線圈在第a個位置局部嚴重徑向變形。

3.根據權利要求1所述的變壓器單個餅式線圈徑向變形的測試裝置，其特征在于：步驟S4替換為步驟S4b或加入步驟S5；

其中，步驟S4b或步驟S5具體為：

計算變壓器單個餅式線圈徑向變形整體評估因子K：

式中，i、j代表變壓器單個餅式線圈的位置編號；

根據變形整體評估因子K判斷變壓器單個餅式線圈徑向變形程度。

4.根據權利要求3所述的變壓器單個餅式線圈徑向變形的測試裝置，其特征在于：

在步驟S4b或步驟S5中，若0K≤0.98，則在大小為F_i的徑向力作用下變壓器單個餅式線圈徑向變形符合要求，若0.98K≤2.05，則變壓器單個餅式線圈輕微徑向變形，若2.05K≤4，則變壓器單個餅式線圈中度徑向變形，若K4變壓器單個餅式線圈嚴重徑向變形。