CN107192927A - 一种变压器局部放电定位模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器局部放电定位模拟装置，涉及变压器放电检测技术领域，针对现有变压器局部放电定位采用超声波法和特高频法其准确性与有效性验证均存在不足的技术问题，采用包括变压器箱体、调压器、接线板、局部放电源以及移动定位平台，局部放电源在移动定位平台上，并共同置于变压器箱体内部，移动定位平台能够在箱体内移动并能够将局部放电源在三维空间内放置，本发明通过对变压器箱体内局部放电源的类型更换和精确放置，能够模拟变压器内部各种局部放电类型，为研究局部放电信号传播特性及检验局部放电定位仪器的有效性提供研究或检测对象，便于直观地开展变压器局部放电定位检测技术培训，具有定位精度高，成本低廉，使用方便的特点。

Description

一种变压器局部放电定位模拟装置

技术领域

本发明涉及变压器放电检测技术领域，特别涉及一种变压器局部放电定位模拟装置。

背景技术

电力变压器是发电厂和变电站最重要的设备之一，其安全对电网、社会稳定具有重要的影响。由于设计制造、工艺材料、运行维护和运行环境等方面的原因，使得变压器内部绝缘故障时有发生。变压器内部绝缘故障的初期一般都会产生局部放电，通过局部放电检测结合油色谱分析、电气试验等技术手段虽然能够初步判断局部放电类型，但对于局部放电的位置无法准确获知，不利于运维检修决策的制定，因此对局部放电信号进行定位是非常必要的。目前，变压器局部放电定位方法主要有超声波法和特高频法，但是由于变压器箱体因近乎密闭导致特高频信号阻隔以及内部充满变压器油导致声波信号衰减等原因，在不侵入的情况下，这些定位方法的准确性与有效性均存在一定不足。因此，提供一种能够研究局部放电信号传播特性及为检验局部放电定位仪器的有效性及定位精度的装置是非常必要的。

发明内容

本发明提供了一种变压器局部放电定位模拟装置，用于解决现有变压器局部放电定位方法采用超声波法和特高频法，由于变压器箱体因近乎密闭导致特高频信号阻隔以及内部充满变压器油导致声波信号衰减等原因，在不侵入的情况下，这些定位方法的准确性与有效性均存在一定不足的技术问题。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案实现：

一种变压器局部放电定位模拟装置，包括变压器箱体、调压器、接线板、局部放电源、移动定位平台以及控制器，所述变压器箱体为长方形结构，包括上节箱体、下节箱体、注/放油阀门和放气阀，所述上节箱体和下节箱体密封连接，所述注/放油阀门设置在所述下节箱体底部，所述放气阀设置在所述上节箱体顶部；

所述接线板密封安装在所述下节箱体底部；

所述移动定位平台包括平面移动小车、升压器、升降台和自动伸缩卷线盘，所述升压器、升降台和自动伸缩卷线盘分别设置在所述平面移动小车上面；

所述自动伸缩卷线盘缠绕有220V电缆、传输电缆和信号电缆；

所述调压器与接线板连接，所述接线板通过传输电缆与升压器连接；

所述升压器的高压侧与所述局部放电源连接；

所述平面移动小车包括设置在车体下方的车轮、与所述车轮连接的车轮转向器和磁编码器，以及与所述局部放电源连接的拉线位移传感器、与所述车轮驱动电机连接的驱动控制器；

所述驱动控制器分别与所述车轮转向器、磁编码器以及拉线位移传感器连接；

所述控制器与接线板连接，所述接线板通过所述信号电缆与驱动控制器连接；

所述220V电缆一端与所述驱动控制器连接，另一端与所述接线板连接。

优选地，所述车轮与驱动电机连接，所述车轮与所述磁编码器连接，用于检测、记录所述车轮移动数据。

优选地，所述车轮转向器包括动力部件、转动部件和限位器，所述动力部件采用电机驱动方式，所述转动部件采用蜗轮和蜗杆传动方式，所述限位器安装在所述车轮转动圆周的0度和90度位置，通过所述动力部件正转或反转，驱动所述转动部件，并在限位器动作时停止，能使所述车轮进行0度或90度转向。

优选地，所述升压器为SF6充气式变压器或干式变压器，容量为3kVA，输入电压为0~220V，输出电压为0~50kV。

优选地，所述局部放电源固定在所述升降台的台面上，并与所述升压器的高压侧连接，所述升降台采用液压驱动方式实现上升或下降；

所述拉线位移传感器固定在所述升降台底座一侧，所述拉线位移传感器的拉绳端和所述升降台台面连接。

优选地，所述变压器箱体内介质为空气、SF₆或变压器油。

优选地，所述局部放电源能够模拟实现沿面放电、悬浮放电、悬浮放电、油中气泡放电、尖端放电、油隙放电。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1. 本发明设计巧妙，布局合理，定位精度高，成本低廉，使用方便，利用一套能够驱动局部放电源在三维空间上运动至任意坐标点的装置；

2. 能够模拟变压器内部不同介质环境下、不同位置的各种局部放电类型，研究不同介质下的局部放电信号传播特性；

3.为检验局部放电定位仪器的有效性提供研究或检测对象，将局部放电测定位装置的测量结果与真实放电坐标进行比对，能够直观判断出局部放电测定装置是否准确，可用于对局部放电测定装置的校验；

4. 便于直观地开展变压器局部放电定位检测技术培训。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的结构示意图；

其中，图中所示标记为：1：变压器箱体；2：调压器；3：接线板，4：局部放电源；5：移动定位平台；6：控制器；11：上节箱体；12：下节箱体；13：注/放油（气）阀门；14：放气阀；51：平面移动小车；52：升压器；53：升降台；54：自动伸缩卷线盘；511：车轮；512：车体；513：车轮转向器；514：磁编码器；515：拉线位移传感器；516：驱动控制器。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，一种变压器局部放电定位模拟装置，包括变压器箱体1、调压器2、接线板3、局部放电源4、移动定位平台5以及控制器6；

变压器箱体1为长方形结构，包括上节箱体11、下节箱体12、注/放油（气）阀门13和放气阀14，上节箱体11和下节箱体12密封连接，注/放油（气）阀门13在下节箱体12底部，放气阀14在上节箱体11顶部；

接线板3密封安装在下节箱体12底部；

移动定位平台5包括平面移动小车51、升压器52、升降台53和自动伸缩卷线盘54，升压器52、升降台53和自动伸缩卷线盘54分别设置在平面移动小车51上面；

自动伸缩卷线盘54缠绕有220V电缆、传输电缆和信号电缆；

调压器2、接线板3、传输电缆以及升压器52依次连接；

升压器52高压侧与局部放电源4连接；

平面移动小车51包括设置在车体512下方的车轮511，与车轮511连接的车轮转向器513和磁编码器514，以及与局部放电源4连接的拉线位移传感器515，与车轮511驱动电机连接的驱动控制器516；

驱动控制器516与车轮转向器513、磁编码器514以及拉线位移传感器515连接；

控制器6、接线板3、信号电缆以及驱动控制器516依次连接；

220V电缆一端与驱动控制器516连接，另一端与接线板3连接；

车轮511与驱动电机连接，车轮511与磁编码器514连接，用于检测、记录车轮511移动数据；

车轮转向器513包括动力部件、转动部件和限位器，动力部件采用电机驱动方式，转动部件采用蜗轮和蜗杆传动方式，限位器安装在车轮511转动圆周的0度和90度位置，通过动力部件正转或反转，驱动转动部件，并在限位器动作时停止，能使车轮511进行0度或90度转向；

升压器52为SF6充气式变压器或干式变压器，容量为3kVA，输入电压为0~220V，输出电压为0~50kV；

局部放电源4固定在升降台53的台面上，并与升压器52的高压侧连接，升降台53采用液压驱动方式；

拉线位移传感器515固定在升降台53底座一侧，拉线位移传感器515的拉绳端和升降台53台面连接；

变压器箱体1内介质为空气、SF₆或变压器油；

局部放电源4能够模拟实现沿面放电、悬浮放电、悬浮放电、油中气泡放电、尖端放电、油隙放电。

使用时，拆下上节箱体11，选取局部放电源4为以下任一类型：沿面放电、悬浮放电、油中气泡放电、尖端放电和油隙放电，将局部放电源4固定在升降台53的台面上，将移动定位平台5放置在下节箱体12底面的中心位置，自动伸缩卷线盘54上的220V电缆一端连接接线板3的220V接头，另一端连接安装在移动定位平台5上的驱动控制器516，信号电缆一端连接接线板3的信号接头，另一端连接驱动控制器516，传输电缆线一端连接接线板3的0~220V接头，另一端连接升压器52的低压侧，升压器52的高压侧通过波纹管包裹的导线连接局部放电源4的顶端，升压器52的接地端连接车体512，盖上上节箱体11，并采用密封胶垫和螺栓对上节箱体11和下节箱体12进行密封连接。

当需要变压器箱体1内介质为空气时，可直接关闭注/放油（气）阀门13和放气阀14；当需要变压器箱体1内介质为变压器油时，打开注/放油（气）阀门13和放气阀14，通过注/放油（气）阀门13注油，直到放气阀14冒油，最后关闭注/放油（气）阀门13和放气阀14；当需要变压器箱体1内介质为SF6气体时，关闭放气阀14，从注/放油（气）阀门13抽真空，然后从注/放油（气）阀门13充入SF6气体。

进行测试时，接通交流220V电源，操作控制器6，通过信号电缆下达位置指令，驱动控制器516通过磁编码器514、限位器和拉线位移传感器515反馈，分别控制车轮511的电机前进和后退、车轮转向器513的0度或90度转向以及升降台53的台面的上升和下降，直至将局部放电源4移动到三维空间的指定位置，其中，仅仅利用一个磁编码器514和一个车轮转向器513的信号即可构建移动定位平台5的两个平面移动坐标，其检测方式是：磁编码器514用于检测车轮的转动圈数，通过计算车轮的周长即可得知所运动的距离，配合车轮转向器513两个角度0或90度就能够得出一个二维坐标系，例如车轮转向器513角度为0度时车轮所走过的路径是X轴，则车轮转向器513角度为90度时车轮所走过的路径就是Y轴，加上拉线位移传感器515的信号即可构建一个三维坐标，该三维坐标通过控制器6可以实时显示，然后调节调压器2使局部放电源4发出放电信号，再利用局部放电定位仪器对放电点的放电信号类型及位置进行测定，并将测定结果与放入的局部放电源4以及真正的三维坐标进行比对，即可判断出局部放电测定位仪器测试结果的准确率。

上述所用的控制器6为通用的控制器，优选采用西门子PLC或三菱PLC等品牌的产品，也可以选用单片机制成，此处不做限定。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种变压器局部放电定位模拟装置，包括变压器箱体（1）、调压器（2）、接线板（3）、局部放电源（4）、移动定位平台（5）以及控制器（6），其特征在于：

所述变压器箱体（1）为长方形结构，包括上节箱体（11）、下节箱体（12）、注/放油（气）阀门（13）和放气阀（14），所述上节箱体（11）和下节箱体（12）密封连接，所述注/放油（气）阀门（13）设置在所述下节箱体（12）底部，所述放气阀（14）设置在所述上节箱体（11）顶部；

所述接线板（3）密封安装在所述下节箱体（12）底部；

所述移动定位平台（5）包括平面移动小车（51）、升压器（52）、升降台（53）和自动伸缩卷线盘（54），所述升压器（52）、升降台（53）和自动伸缩卷线盘（54）分别设置在所述平面移动小车（51）上面；

所述自动伸缩卷线盘（54）缠绕有220V电缆、传输电缆和信号电缆；

所述调压器（2）与接线板（3）连接，所述接线板（3）通过传输电缆与升压器（52）连接；

所述升压器（52）的高压侧与所述局部放电源（4）连接；

所述平面移动小车（51）包括设置在车体（512）下方的车轮（511）、与所述车轮（511）连接的车轮转向器（513）和磁编码器（514），以及与所述局部放电源（4）连接的拉线位移传感器（515）、与所述车轮（511）驱动电机连接的驱动控制器（516）；

所述驱动控制器（516）分别与所述车轮转向器（513）、磁编码器（514）以及拉线位移传感器（515）连接；

所述控制器（6）与接线板（3）连接，所述接线板（3）通过所述信号电缆与驱动控制器（516）连接；

所述220V电缆一端与所述驱动控制器（516）连接，另一端与所述接线板（3）连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述车轮（511）与驱动电机连接，所述车轮（511）与所述磁编码器（514）连接，用于检测、记录所述车轮（511）移动数据。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述车轮转向器（513）包括动力部件、转动部件和限位器，所述动力部件采用电机驱动方式，所述转动部件采用蜗轮和蜗杆传动方式，所述限位器安装在所述车轮（511）转动圆周的0度和90度位置，通过所述动力部件正转或反转，驱动所述转动部件，并在限位器动作时停止，能使所述车轮（511）进行0度或90度转向。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述升压器（52）为SF6充气式变压器或干式变压器，容量为3kVA，输入电压为0~220V，输出电压为0~50kV。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述局部放电源（4）固定在所述升降台（53）的台面上，并与所述升压器（52）的高压侧连接，所述升降台（53）采用液压驱动方式实现上升或下降；

所述拉线位移传感器（515）固定在所述升降台（53）底座一侧，所述拉线位移传感器（515）的拉绳端和所述升降台（53）台面连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述变压器箱体（1）内介质为空气、SF₆或变压器油。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述局部放电源（4）能够模拟实现沿面放电、悬浮放电、悬浮放电、油中气泡放电、尖端放电、油隙放电。