CN106324452B - 一种变压器绝缘模型系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变压器绝缘模型系统，包括匝绝缘模型和段绝缘模型，匝绝缘模型和段绝缘模型均置于油箱中，油箱底部设置有油泵，油箱设置有阀门；匝绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，绕组之间设置有绝缘纸或绝缘漆。段绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，相邻两组试验线段之间设置有油道。匝绝缘模型的端子与段绝缘模型的端子均经过套管引出至油箱外。通过上述变压器绝缘模型系统可以为匝间绝缘故障机理和段间绝缘故障机理方面的研究提供相应的数据来源。

Description

一种变压器绝缘模型系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种变压器绝缘模型系统。
背景技术
电力变压器作为电力系统的枢纽设备，被喻为电网的心脏，其安全稳定运行对于电网可靠性具有重要意义。随着现代化技术的发展，电网运行水平不断提高，变压器运行可靠性得到了有效地提升，设备故障概率明显下降。但是，目前变压器运行安全问题依然存在，各类故障时有发生，给电网乃至国民经济的发展带来巨大的损失。
变压器匝间短路故障是变压器内部常见故障之一，人们也对匝间短路故障进行了广泛的研究，研究的内容主要包括：1)匝间短路机理研究；2)匝间短路在线监测技术研究。但目前存在的问题是，在线监测技术研究还不够成熟，有效性、准确性还有待进一步提高，还无法应用与现场。此外，对于匝间短路离线检测方法等研究，取得的成效比较小，目前仍然是通过局部放电试验等方式去检测，而局放对于匝间绝缘还未明显出现缺陷，但已濒临损坏边缘时，反应不够灵敏，而且局放试验需要停电进行试验，实时性相对较低，因此对于突发性故障的预防，有一定的局限性。另外，目前针对匝间绝缘热劣化的各种物理性能(密度、成分、冲击强度等)、机理(分子动力学认为热场作用下纤维素非晶区的拉伸模量小，且随温度的升高，非晶区的力学模量和氢键结构被破坏程度均大于晶区)、判定指标如聚合度等都有比较深入的研究，也有变压器绝缘老化判断导则(DL\T 984-2005)等。
基于现有技术的研究现状，很少有针对匝间绝缘故障机理和段间绝缘故障机理方面的研究。在对匝间绝缘故障机理和段间绝缘故障机理研究的前提需要有相应的数据来源，这个数据来源可以是在线测量得到的，也可以是搭建变压器绝缘模型系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种变压器绝缘模型系统，用于为匝间绝缘故障机理和段间绝缘故障机理方面的研究提供硬件设施。
为解决上述技术问题，本发明提供一种变压器绝缘模型系统，包括匝绝缘模型和段绝缘模型，所述匝绝缘模型和所述段绝缘模型均置于油箱中，所述油箱底部设置有油泵，所述油箱设置有阀门；
所述匝绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，所述绕组之间设置有绝缘纸或绝缘漆；
所述段绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，相邻两组试验线段之间设置有油道；
所述匝绝缘模型的端子与所述段绝缘模型的端子均通过套管引出至所述油箱外。
优选地，包括5个所述匝绝缘模型；
其中，各所述匝绝缘模型中的匝间绝缘厚度分别为0.75mm、1.35mm、1.95mm、2.95mm和3.95mm。
优选地，各所述匝绝缘模型包含4个试验单元。
优选地，所述匝绝缘模型中的各试验单元包括4组试验线段。
优选地，所述匝绝缘模型中的试验单元的试验线段包括8匝所述绕组。
优选地，包括4个所述段绝缘模型；
其中，各所述段绝缘模型中的段间绝缘距离分别为3mm、4.5mm、6mm、12mm。
优选地，各所述段绝缘模型中的试验单元包括4组试验线段。
优选地，所述阀门的数量为2个。
优选地，所述阀门设置于所述油箱的顶部和底部。
优选地，所述阀门为针式油样阀门。
本发明所提供的变压器绝缘模型系统，包括匝绝缘模型和段绝缘模型，匝绝缘模型和段绝缘模型均置于油箱中，油箱底部设置有油泵，油箱设置有阀门；匝绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，绕组之间设置有绝缘纸或绝缘漆。段绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，相邻两组试验线段之间设置有油道。匝绝缘模型的端子与段绝缘模型的端子均经过套管引出至油箱。通过上述变压器绝缘模型系统可以为匝间绝缘故障机理和段间绝缘故障机理方面的研究提供相应的数据来源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种变压器绝缘模型系统中匝绝缘模型的结构图；
图2为本发明提供的一种变压器绝缘模型系统中段绝缘模型的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种变压器绝缘模型系统。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明提供的一种变压器绝缘模型系统中匝绝缘模型的结构图。图2为本发明提供的一种变压器绝缘模型系统中段绝缘模型的结构图。如图1和图2所示，变压器绝缘模型系统包括匝绝缘模型和段绝缘模型，匝绝缘模型和段绝缘模型均置于油箱10中，油箱10底部设置有油泵，油箱10设置有阀门。
匝绝缘模型包括至少一个试验单元4，试验单元4包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组5，绕组5之间设置有绝缘纸或绝缘漆。
为了图示简单，绝缘纸和绝缘漆均为示出，两个相邻的绕组5之间设置有绝缘纸或绝缘漆。由于图1是横截面图，因此，图中的绕组5的小方框中的数字1和数字2表示的是两个不同的绕组分别，数字1代表的绕组5的首尾连接形成了这个绕组的端子7，数字2代表的绕组5的首尾连接形成了这个绕组5的端子8。图中电压U表示端子(端子7或端子8)两端的电压。
需要说明的是，图1中以匝间绝缘厚度的不同给出了多种类型的匝绝缘模型。从图中的结构虽然是相同的，但是匝间绝缘厚度是不同的。各匝绝缘模型中的匝间绝缘厚度分别为0.75mm、1.35mm、1.95mm、2.95mm和3.95mm。
另外，在图1中，在一排(水平方向)中多个绕组(8个)构成一组试验线段，多组(4组)试验线段构成一个试验单元4，在图1中，只是画出了匝绝缘模型中的一个试验单元4，在具体实施中，同一个匝模型中至少包含一个试验单元4。在具体实施中，各试验单元包括4组试验线段。各试验线段包括至少8匝绕组。为了图示清楚，图1中，只是对其中一个试验单元4进行了详细的标号，其它试验单元4参照即可。上述数量上的限定是考虑击穿概率统计要求。
如图2所示，段绝缘模型包括至少一个试验单元4，所述试验单元4包括至少两组试验线段20，相邻两组试验线段20之间设置有油道6。
匝绝缘模型的端子7和8与段绝缘模型的端子9均经过套管引出至油箱10。
需要说明的是，由于匝绝缘模型和段绝缘模型都是基于多匝绕组5，只不过，匝绝缘模型侧重于绕组5之间的匝间绝缘厚度，而段绝缘模型侧重于由多匝绕组5构成的试验线段之间的段间绝缘距离。因此，在图1和图2中，无论是匝绝缘模型还是段绝缘模型都由至少一个试验单元4。另外，需要说明的是，图2中以段间绝缘距离的不同给出了多种类型的段绝缘模型。从图中的结构虽然是相同的，但是段间厚度是不同的。各段绝缘模型中的段间绝缘距离分别为3mm、4.5mm、6mm、12mm。
此外，在图2中，虽然画出了多种类型的段绝缘模型，但是每种段绝缘模型中的试验单元4只画出一个。在具体实施中，同一个段模型中至少包含一个试验单元4。在具体实施中，各段绝缘模型包含4个试验单元4。为了图示清楚，图2中，只是对其中一个试验单元4进行了详细的标号，其它试验单元4参照即可。各段绝缘模型中的试验单元4包括4组试验线段20。上述数量上的限定是考虑击穿概率统计要求。
本实施例提供的变压器绝缘模型系统，包括匝绝缘模型和段绝缘模型，匝绝缘模型和段绝缘模型均置于油箱中，油箱底部设置有油泵，油箱设置有阀门；匝绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，绕组之间设置有绝缘纸或绝缘漆。段绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，相邻两组试验线段之间设置有油道。匝绝缘模型的端子与段绝缘模型的端子均经过套管引出至油箱。通过上述变压器绝缘模型系统可以为匝间绝缘故障机理和段间绝缘故障机理方面的研究提供相应的数据来源。
需要指出的是，在具体实施中，可以单独设置若干个匝绝缘模型，也可以单独设置若干个段绝缘模型，还可以同时设置若干个匝绝缘模型和若干个段绝缘模型。如果匝绝缘模型和段绝缘模型同时设置，则匝绝缘模型中的试验单元就与段绝缘模型中的试验单元相同，由同样的绕组组成；如果匝绝缘模型和段绝缘模型是单独设置的，则二者的试验单元就不同，是由不同的绕组组成的。在其它实施例中，还可以在同样的油箱中同时设置两组相同数量试验单元4的段绝缘模型，其中一个段绝缘模型中的绕组之间为绝缘纸，另一个段绝缘模型中的绕组之间为绝缘漆。通过这样的对比模型，可以得到相同情况下，绝缘纸和绝缘漆给段间绝缘带来的参数影响。另外，上述实施例中，绕组5的绕制、铜导线线规、圆角的选择，生产过程、工艺处理过程应参考正常常规产品生产和质量控制标准。
针对上述实施例提出的变压器绝缘模型系统中匝绝缘模型，在具体实施中，可以研究的内容有很多：
考虑绝缘纸材料和油品质的配合，可以模拟各类新材料、或绝缘纸老化、或油品质被污染，含水量、含气量、颗粒度指标劣化情况进行。
在油泵的开启过程中可以模拟强油导向或自然油对流情况。
模拟油温不同情况下的绝缘纸和油道配合情况，但需另外的油加温设备或冷却设备。
研究局部放电情况，但需要加装局部放电设备和击穿电压测量装置。
可以通过油色谱、局放量、解体分析等过程详细研究绕组5在匝间和段间绝缘局部放电和击穿发展过程。
作为优选地实施方式，阀门的数量为2个。可以理解的是，阀门的作用是为了方便向油箱10中注入油，或者从油箱10中取出油做数据分析，因此阀门的数量可以为任意数量，这里只是一种具体的实施方式。
作为优选地实施方式，阀门设置于油箱的顶部和底部。可以理解的是，阀门的作用是为了方便向油箱10中注入油，或者从油箱10中取出油做数据分析，因此为了能够更加均匀的取到油箱中的油，本实施例中，阀门设置于油箱的顶部和底部。
作为优选地实施方式，阀门为针式油样阀门。
以上对本发明所提供的变压器绝缘模型系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (10)

1.一种变压器绝缘模型系统，其特征在于，包括匝绝缘模型和段绝缘模型，所述匝绝缘模型和所述段绝缘模型均置于油箱中，所述油箱底部设置有油泵，所述油箱设置有阀门；
所述匝绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，所述绕组之间设置有绝缘纸或绝缘漆；
所述段绝缘模型包括至少一个试验单元，试验单元包括至少两组试验线段，试验线段包括至少两匝绕组，相邻两组试验线段之间设置有油道；
所述匝绝缘模型的端子与所述段绝缘模型的端子均通过套管引出至所述油箱外。
2.根据权利要求1所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，包括5个所述匝绝缘模型；
其中，各所述匝绝缘模型中的匝间绝缘厚度分别为0.75mm、1.35mm、1.95mm、2.95mm和3.95mm。
3.根据权利要求2所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，各所述匝绝缘模型包含4个试验单元。
4.根据权利要求3所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，所述匝绝缘模型中的各试验单元包括4组试验线段。
5.根据权利要求4所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，所述匝绝缘模型中的试验单元的试验线段包括8匝所述绕组。
6.根据权利要求5所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，包括4个所述段绝缘模型；
其中，各所述段绝缘模型中的段间绝缘距离分别为3mm、4.5mm、6mm、12mm。
7.根据权利要求6所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，各所述段绝缘模型中的试验单元包括4组试验线段。
8.根据权利要求1所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，所述阀门的数量为2个。
9.根据权利要求8所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，所述阀门设置于所述油箱的顶部和底部。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的变压器绝缘模型系统，其特征在于，所述阀门为针式油样阀门。
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