CN107255776A - 不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试系统与方法，主要包括：高压绕组、低压绕组、绕组主绝缘、高压侧直流电源模块、低压侧直流电源模块、油流速度采集模块、实验箱、介电谱测试仪以及计算机等。本发明能够替换实验箱内的变压器油，并对不同种类的变压器油环境中的变压器主绝缘进行介电谱实验得到介电谱数据，并通过油流速度采集模块得到不同变压器油的流速，因此，本发明可以研究变压器油对变压器绝缘状态的影响。

Description

不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试系统与方法
技术领域
本发明属于变压器油纸绝缘状态诊断领域，具体涉及一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试装置与方法。
背景技术
目前变压器主要采用矿物油绝缘。矿物油具有良好的绝缘性能和导热性，性价比较高，但燃点比较低，生物降解能力差，发生泄漏会污染环境。此外矿物油是一种不可再生的资源，到一定时间会出现紧缺和枯竭。因此植物油和合成油逐渐成为矿物油的替代品。
油浸式变压器的绝缘状况好坏直接关系到变压器甚至整个电网的安全稳定运行，通过介电谱测试诊断变压器的绝缘状态是一种公认为有效的方法。为了能更好地了解不同种类的变压器油对变压器绝缘状态的影响，现急需一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试装置与方法。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是提供一种能够更为准确地模拟不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试装置，其具体手段为：
一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试装置，用于测试在不同的变压器油中绕组主绝缘的介电谱，所述实验装置主要由高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)、高压侧直流电源模块(4)、低压侧直流电源模块(5)、油流速度采集模块(6)、实验箱(7)、电极板(901、902)、介电谱测试仪(10)以及计算机(11)组成，其中：
所述的高压绕组(1)、所述的低压绕组(2)、所述的绕组主绝缘(3)以及所述的电极板(901、902)在所述的实验箱(7)内部；高压绕组(1)、低压绕组(2)和绕组主绝缘(3)由外向内呈同心圆柱面分布；
所述的实验箱(7)的顶部存在入油口(12)以及出油口(13)；
高压绕组(1)、绕组主绝缘(3)和低压绕组(2)由外向内呈同心圆柱面分布；
所述的一号电极板(901)位于高压绕组(1)与绕组主绝缘(3)之间，所述的二号电极板(902)位于低压绕组(2)与绕组主绝缘(3)之间；
所述的高压侧直流电源模块(4)与所述的高压绕组(1)相连，所述的低压侧直流电源模块(5)与所述的低压绕组(2)相连；
所述的实验箱(7)外接散热器(14)，所述的油流速度采集模块(6)采集散热器(14)内的油流速度；
所述的一号电极板(901)以及所述的二号电极板(902)与所述的介电谱测试仪(10)相连；
所述的计算机(11)分别与所述的介电谱测试仪(10)和所述的油流速度采集模块(6)相连。
本发明的目的还在于提供一种采用上述装置的介电谱测试方法，包括以下步骤：
第一步，设置直流电源功率输出，具体如下：
将所述的高压绕组(1)分为n段，n由表达式决定，若n为小数，则向上取整；将所述的低压绕组(2)分为m段，m由表达式决定，若m为小数，则向上取整；所述的高压绕组(1)与低压绕组(2)自顶向下，每段由6层线饼(8)构成，若绕组最后一段不足6层，便以实际层数构建；每段绕组中的线饼使用导线串联；使每段绕组之间没有电气连接；
所述的高压侧直流电源模块(4)由n个直流电源构成，每个高压侧直流电源只与一段高压绕组相连，自顶向下编号为i＝1，2，…n-1，n，每个高压侧直流电源的输出功率PH0为高压绕组直流电阻总损耗；所述的低压侧直流电源模块(5)由m个直流电源构成，每个低压侧直流电源只与一段低压绕组相连，自顶向下编号为j＝1，2，…m-1，m，每个低压侧直流电源的输出功率PL0为低压绕组直流电阻总损耗；
第二步，连接实验线路：包括介电谱测试线路，油流速度采集线路，计算机数据接收线路；
第三步，基于步骤一和步骤二建立的实验平台，进行实验：三次分别向实验箱(7)内注入矿物油、植物油以及合成油进行介电谱测试；计算机记录各次实验的油流速度和介电谱数据。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试装置与方法，高压侧直流电源模块(4)控制每段高压绕组(1)的损耗，低压侧直流电源模块(5)控制每段高压绕组(2)的损耗，通过入油口(11)和出油口(12)替换实验箱(7)内的变压器油，介电谱测试仪(10)连接电极板(901，902)对绕组主绝缘(3)的绝缘状态进行测试，因此，该实验系统与方法可以实现对不同的变压器油环境中的绕组主绝缘进行介电谱实验，以便了解不同种类的变压器油对变压器绝缘状态的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：
图1为本申请提供的一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试装置的简化剖视图；
其中，1-高压绕组，2-低压绕组，3-绕组主绝缘，4-高压侧直流电源模块，5-低压侧直1流电源模块，6-油流速度采集模块，7-实验箱，8-单层线饼，901-一号电极板，902-二号电极板，10-介电谱测试仪，11-计算机，12-入油口，13-出油口，14-散热器。
具体实施方式
本申请提供了一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试装置与方法，用于实现变压器主绝缘在绕组匝间短路下的介电谱实验，实验装置主要由高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)、高压侧直流电源模块(4)、低压侧直流电源模块(5)、油流速度采集模块(6)、实验箱(7)、电极板(901、902)、介电谱测试仪(10)以及计算机(11)组成，其中：
所述的高压绕组(1)、所述的低压绕组(2)、所述的绕组主绝缘(3)以及所述的电极板(901、902)在所述的实验箱(7)内部；
所述的实验箱(7)的顶部存在入油口(12)以及出油口(13)；
高压绕组(1)、绕组主绝缘(3)和低压绕组(2)由外向内呈同心圆柱面分布；
所述的一号电极板(901)位于高压绕组(1)与绕组主绝缘(3)之间，所述的二号电极板(902)位于低压绕组(2)与绕组主绝缘(3)之间；
所述的高压侧直流电源模块(4)与所述的高压绕组(1)相连，所述的低压侧直流电源模块(5)与所述的低压绕组(2)相连；
所述的实验箱(7)外接散热器(14)，所述的油流速度采集模块(6)采集散热器(14)内的油流速度；
所述的一号电极板(901)以及所述的二号电极板(902)与所述的介电谱测试仪(10)相连；
所述的计算机(11)分别与所述的介电谱测试仪(10)和所述的油流速度采集模块(6)相连。
进一步，本发明还包括以下步骤：
第一步，设置直流电源功率输出，具体如下：
将所述的高压绕组(1)分为n段，n由表达式决定，若n为小数，则向上取整；将所述的低压绕组(2)分为m段，m由表达式决定，若m为小数，则向上取整；所述的高压绕组(1)与低压绕组(2)自顶向下，每段由6层线饼(8)构成，若绕组最后一段不足6层，便以实际层数构建；每段绕组中的线饼使用导线串联；使每段绕组之间没有电气连接；
所述的高压侧直流电源模块(4)由n个直流电源构成，所述的低压侧直流电源模块(5)由m个直流电源构成；每个高压侧直流电源只与一段高压绕组相连，自顶向下编号为i＝1，2，…n-1，n；每个高压侧直流电源的输出功率PH0为高压绕组直流电阻总损耗。每个低压侧直流电源只与一段低压绕组相连，自顶向下编号为j＝1，2，…m-1，m；每个低压侧直流电源的输出功率PL0为低压绕组直流电阻总损耗；
第二步，连接实验线路：包括介电谱测试线路，油流速度采集线路，计算机数据接收线路；
第三步，基于步骤一和步骤二建立的实验平台，进行实验：首先向实验箱(7)中注入矿物油，接通各直流电源，开启介电谱测试仪进行实验，计算机记录油流速度和介电谱数据；然后关闭各设备，排尽实验箱(7)内的矿物油，向实验箱(7)中注入植物油，接通各直流电源，开启介电谱测试仪进行实验，计算机记录油流速度和介电谱数据；然后关闭各设备，排尽实验箱(7)内的植物油，向实验箱(7)中注入合成油，接通各直流电源，开启介电谱测试仪进行实验，计算机记录油流速度和介电谱数据；最后，分析得到的数据，研究不同种类的变压器油对变压器绝缘的影响。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试装置与方法，高压侧直流电源模块(4)控制每段高压绕组(1)的损耗，低压侧直流电源模块(5)控制每段高压绕组(2)的损耗，通过入油口(11)和出油口(12)替换实验箱(7)内的变压器油，介电谱测试仪(10)连接电极板(901，902)对绕组主绝缘(3)的绝缘状态进行测试，因此，该实验系统与方法可以实现对不同的变压器油环境中的绕组主绝缘进行介电谱实验，以便了解不同种类的变压器油对变压器绝缘状态的影响。

Claims (2)

1.一种不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试系统，用于测试在不同的变压器油中绕组主绝缘的介电谱，其特征在于，主要由高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)、高压侧直流电源模块(4)、低压侧直流电源模块(5)、油流速度采集模块(6)、实验箱(7)、电极板、介电谱测试仪(10)以及计算机(11)组成，其中：
高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)以及电极板在所述的实验箱(7)内部；
实验箱(7)的顶部存在入油口(12)以及出油口(13)；
高压绕组(1)、绕组主绝缘(3)和低压绕组(2)由外向内呈同心圆柱面分布；
一号电极板(901)位于高压绕组(1)与绕组主绝缘(3)之间，二号电极板(902)位于低压绕组(2)与绕组主绝缘(3)之间；
所述的高压侧直流电源模块(4)与所述的高压绕组(1)相连，所述的低压侧直流电源模块(5)与低压绕组(2)相连；
实验箱(7)外接散热器(14)，油流速度采集模块(6)采集散热器(14)内的油流速度；
一号电极板(901)以及二号电极板(902)与介电谱测试仪(10)相连；
计算机(11)分别与介电谱测试仪(10)和油流速度采集模块(6)相连。
2.采用权利要求1所述装置的不同变压器油中绕组主绝缘介电谱测试方法，包括以下步骤：
第一步，设置直流电源功率输出，具体如下：
将所述的高压绕组(1)分为n段，n由表达式决定，若n为小数，则向上取整；将所述的低压绕组(2)分为m段，m由表达式决定，若m为小数，则向上取整；所述的高压绕组(1)与低压绕组(2)自顶向下，每段由6层线饼(8)构成，若绕组最后一段不足6层，便以实际层数构建；每段绕组中的线饼使用导线串联；使每段绕组之间没有电气连接；
所述的高压侧直流电源模块(4)由n个直流电源构成，每个高压侧直流电源只与一段高压绕组相连，自顶向下编号为i＝1，2，…n-1，n，每个高压侧直流电源的输出功率PH0为高压绕组直流电阻总损耗；所述的低压侧直流电源模块(5)由m个直流电源构成，每个低压侧直流电源只与一段低压绕组相连，自顶向下编号为j＝1，2，…m-1，m，每个低压侧直流电源的输出功率PL0为低压绕组直流电阻总损耗；
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