[发明专利]一种双腔式变压器热老化实时模拟测量装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器热老化测量技术，尤其是涉及一种双腔式变压器热老化实时模拟测量装置及其应用。

背景技术

油浸式电力变压器绝缘采用油纸(板)绝缘结构形式，其中固体绝缘大部分由纤维素构成，其老化受到温度的显著影响，简称热老化。目前来说，热老化检测方法可分为：

(1)老化产物检测法

变压器绝缘老化会生成CO和CO2；糠醛；丙酮等分解物，运行中可通过检测这些成分的含量及其变化来估算老化程度，尽管此类方法简便易行，但由于无法区分正常老化与异常缺陷，无法控制油样处理对结果的影响，因此将带有很大的不确定性，在老化分析中的偏差较大，只能将其作为参考，若作为判据则是不灵敏、不确切和不可靠的。且该类方法只能反映设备平均老化程度，不能体现设备的短板，给运行带来了隐患。因此，目前该类方法只作为参考。

(2)电气试验法

基于介质响应的回复电压法(RVM)、极化/去极化电流(PDC)以及频域介电谱(FDS)三种方法在上世纪70年代就有所研究，早期首先作为电介质物理现象和特性在实验室内开展研究，后被证实介质响应图谱与油纸绝缘的水分含量和老化状态存在着较强的相关性关系。该方法存在的主要缺陷在于：1)无法区分绝缘纸内水分含量的来源，因此受潮、渗漏等缺陷将显著改变估算的结果；2)目前数据基础较少，无法针对不同结构、不同绝缘纸选用、不同运行条件的变压器设备个体进行较为准确的估算；3)该类方法只能反映设备平均老化程度，不能体现设备的短板，给运行带来了隐患；4)测试时需要停电，影响了电网运行的可靠性。综上，该方法仍处于研发、试用阶段。

(3)热老化实时计算方法

热老化实时计算关注的是热点温升，更能体现变压器设备的局部特征，但由于1)温度与材料老化的量化关系，尚未确定，无法由温度结果较为准确的直接得到老化程度；2)温升计算需要长期、大量的环境、负荷、冷却系统运行信息等外部参数及变压器不同条件下的温度参数，收集困难极大，因此该方法也只能作为运行的参考依据。

(4)取样材料测试法

取样材料测试是目前最为准确的老化评估方法，它通过采集变压器内部纸样后进行聚合度测试，得到老化的直接结果，但此方法的最大不足在于：除非变压器完全解体，它无法取得变压器内部热点的纸样，即无法估算老化的短板；而一旦解体，老化评估的意义将荡然无存。

例如中国专利CN 101408578B公开了一种变压器油纸绝缘多因于加速老化试验装置及试验方法，试验装置包括电热老化箱，电热老化箱内设置有变压器油纸绝缘模拟装置、振动装置和用于控制电热老化箱内温度的温度控制装置，所述振动装置能带动变压器油纸绝缘模拟装置振动，变压器油纸绝缘模拟装置与高压电源电连接，然而该试验装置并没有对变压器自带的例如变压器CT以及变压器邮箱内的油温传感器加以利用，因此其一是没有考虑到变压器内的热点温升，并且加速老化过程的模拟不能实时模拟变压器老化情况，因此其老化试验不够精确；二是试验装置及的老化试验没有考虑到变压器年限，试验装置及不能伴随变压器整个生命周期的试验；三是不能同时实现对变压器的热点的热老化状态和平均热老化状态进行模拟试验，测量面不完善。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双腔式变压器热老化实时模拟测量装置及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双腔式变压器热老化实时模拟测量装置，该测量装置与变压器连接，包括壳体，所述变压器包括变压器油箱，所述壳体与变压器油箱顶部连接，内部填充绝缘油，中间设有用于将壳体分为两个腔室的挡板，其中一个腔室内设有热点温升模拟单元和第一绝缘纸老化模拟单元，另一个腔室中设有平均温升模拟单元和第二绝缘纸老化模拟单元，所述热点温升模拟单元和平均温升模拟单元的输入端均与变压器连接，输出端分别与第一绝缘纸老化模拟单元和第二绝缘纸老化模拟单元热连接；

工作时，壳体温度与变压器油箱油顶层温度一致，所述热点温升模拟单元和平均温升模拟单元分别实时模拟变压器内热点温升和平均温升，进而实现第一绝缘纸老化模拟单元和第二绝缘纸老化模拟单元分别实时模拟变压器热点热老化状态和平均热老化状态。

所述热点温升模拟单元为热点温升模拟电阻，所述平均温升模拟单元为平均温升模拟电阻，所述热点温升模拟电阻和平均温升模拟电阻均与变压器CT的二次端连接。