[发明专利]一种变压器外部输入与内部油流形态关联性的测试系统以及测试方法有效

专利信息
申请号: 202110167137.6 申请日: 2021-02-05
公开(公告)号: CN112986866B 公开(公告)日: 2022-08-19
发明(设计)人: 张建文;左弯弯;王路伽;题恒;王冬伟 申请(专利权)人: 中国矿业大学
主分类号: G01R31/62 分类号: G01R31/62;G01N33/28;H01F27/14;H01F27/28
代理公司: 北京淮海知识产权代理事务所(普通合伙) 32205 代理人: 华德明
地址: 221000*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 变压器 外部 输入 内部 流形 关联性 测试 系统 以及 方法
【说明书】:

发明公开了一种变压器外部输入与内部油流形态关联性的测试系统以及测试方法,包括绕组模型、供油系统和观测系统;每组绕组饼设有用于测试温度的热电偶、端子处出线并与直流电源连接;观测系统中的同步机分别与相机和双头激光源连接,用于发射控制脉冲控制双头激光源和相机的动作;本方法通过对绝缘油流量监控、出口温度测量以及加热功率的控制,有效模拟油浸式变压器绕组在不同负载下的运行情况,通过启动粒子组件和观测系统,从而观测模拟油浸式变压器在不同负载下的内部油流形态分布,本发明能有效模拟油浸式变压器绕组在不同负载下的运行情况,测试绕组温度分布和内部油流形态分布,降低变压器运行时的热点温度,有利于预测其使用寿命。

技术领域

本发明涉及变压器系统智能控制技术领域,具体涉及一种变压器外部输入与内部油流形态关联性的测试系统以及测试方法。

背景技术

变压器是电网输送电能的核心设备,随着智能电网的发展和国民对电力需求的不断增大,变压器的更新随之加快,其工业制造难度也随之增大。

变压器在运行过程中随着电力负荷的波动,其负载损耗也处于不断的变化之中,极易出现负载突增情况。由于变压器油温的变化具有滞后性,当变压器负载增大时,由此带来变压器的油温过高将影响变压器绕组内部绝缘,加剧变压器热老化,降低变压器的使用寿命,严重时还会损坏电力设备甚至发生爆炸等危险。

现有油浸式变压器的油温升取决于其内部负载损耗,而反映绕组内部温度变化的参数主要是顶层油温和热点温度,热点温度是指变压器各绕组最高温度,由于热点温度难以直接测量,目前大多数采用顶层油温或出口油温间接反映变压器的油温升来判断变压器的温度分布情况,但实际中热点温度平均要比顶层油温高出10℃左右,采用这样方式判断变压器的温度产生的误差较大,对于变压器绕组内部绝缘和热老化的影响不可忽视;并且由于热点温度的分布与变压器绕组内部的油流分布密切关联,在变压器过负载的情况下,极易超出变压器温升限值,在变压器绕组结构中,横向油道的流速缓慢且当变压器负载较大时容易出现回流现象,绕组产生的热量不易扩散,从而影响变压器绝缘性能和使用寿命。

因此监测变压器绕组内部的油流形态分布有利于改进变压器绕组结构,对降低变压器运行时的热点温度进行参考,在提高绕组绝缘性能的同时合理预测变压器使用寿命,减少电力系统不必要的资源浪费,对于提高电网能源配置率和利用率起着关键性的作用。

发明内容

本发明提供一种变压器外部输入与内部油流形态关联性的测试系统以及测试方法,结构简单,有效模拟油浸式变压器绕组在不同负载下的运行情况,测试绕组温度分布和内部油流形态分布,反映变压器的热老化情况和负载承受能力,对热点温度的降低进行参考,有利于预测其使用寿命。

为实现上述目的,本一种变压器外部输入与内部油流形态关联性的测试系统,包括绕组模型、供油系统,还包括观测系统;

所述绕组模型包括绕组壳体和多组放置在绕组壳体内的绕组饼,多组绕组饼上下叠放,上下相邻的绕组饼形成水平的油道;

每组绕组饼由同圆心角、不同半径的镍铬合金条按照弧长由小到大依次从内而外紧密排列成扇形结构,镍铬合金条间用导线首尾串联;

每组绕组饼位于油道处设有用于测试温度的热电偶、扇形端子处出线并与直流电源连接;

所述观测系统包括同步机、计算机、双头激光源和相机,所述双头激光源的发射激光的路径上安装激光片并朝向油道,相机拍摄方向与双头激光源的发射光源方向相互垂直,并且其之间处于同一水平面;

所述同步机分别与相机和双头激光源连接,用于发射控制脉冲控制双头激光源和相机的动作;计算机与同步机连接,用于接收、处理来自相机拍摄的粒子运动图像;

供油系统包括油箱和油泵,所述油箱一端通过第一油管与绕组模型下端连接,绕组模型的上端通过第二油管与散热组件、油箱连接形成循环回路;

绕组模型上端出口处设有温度传感器;

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