CN107255778A - 一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验方法及装置，它涉及电气设备绝缘技术领域。它包括一次主回路部分和加热油箱两个部分，所述一次主回路部分包括有开关、调压器、电流互感器和变压器绕组，开关、调压器、电流互感器、变压器绕组依次连接，所述加热油箱由油箱、顶盖、电加热器、温度计和压力计组成，变压器绕组安装在油箱内，油箱内还安装有电加热器，油箱侧壁安装有温度计、压力计，油箱四壁设有法兰观测窗，油箱侧壁靠近顶部设有注油阀，油箱侧壁靠近底部设有泄油阀，油箱上部安装有顶盖，顶盖设有套管。本发明能够实现不同温度变化、水分含量情况下油纸绝缘气泡形成过程的观测，同时模拟过程与变压器实际工况一致。

Description

一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验方法及装置
技术领域
本发明涉及的是电气设备绝缘技术领域，具体涉及用于油浸式电力变压器绕组绝缘特性检测的试验方法及装置。
背景技术
目前电力系统中绝大部分电力变压器为油浸式，运行中电力变压器油纸绝缘都存在不同微水含量问题，变压器油纸绝缘中水分主要来源于外部环境(变压器装配、维修、呼吸、密封不良等)，制造过程中纤维中残留的水分和运行中发生聚合作用引发纤维老化而产生水分。水分在变压器油纸绝缘中的存在状态是动态平衡的，温度是影响水分平衡的主要因素，水分的存在会降低变压器绝缘性能，加速纤维素老化，并可能导致气泡出现。伴随着变压器过负荷或负荷快速波动时，可能会发生绝缘纸和纸板中的水分变成水蒸汽，形成气泡附着在油纸绝缘表面或在油中，从而导致变压器绝缘水平的降低，发生局部放电甚至绝缘击穿。目前气泡的生成规律及其对绝缘的影响程度并不十分明确，需要研究不同温度变化、水分含量对油纸绝缘气泡形成的影响。基于此，有必要设计一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验方法及装置。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验方法及装置，能够实现不同温度变化、水分含量情况下油纸绝缘气泡形成过程的观测，实用可靠，易于推广使用。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验装置，包括一次主回路部分和加热油箱两个部分，所述一次主回路部分包括有开关、调压器、电流互感器和变压器绕组，开关、调压器、电流互感器、变压器绕组依次连接，所述加热油箱由油箱、顶盖、电加热器、温度计和压力计组成，变压器绕组安装在油箱内，油箱内还安装有电加热器，油箱侧壁安装有温度计、压力计，油箱四壁设有法兰观测窗，油箱侧壁靠近顶部设有注油阀，油箱侧壁靠近底部设有泄油阀，油箱上部安装有顶盖，顶盖设有套管。
作为优选，所述的开关为一次主回路的控制开关，开关通过导线与调压器的输入端相连，调压器的输出端通过导线与电流互感器的输入端相连，电流互感器的输出端直接与变压器绕组的首尾两端相连，变压器绕组放入油箱中，变压器绕组首尾两端通过加热油箱顶盖的套管引出。
作为优选，所述的电加热器带有温控探头，可实现恒温加热，电加热器的电加热板安放于油箱的底部，电加热器的电源引线通过加热油箱顶盖的套管引出。
一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验方法，包括以下步骤：
(1)将变压器绕组放入加热油箱，然后通过注油阀将油箱中注入一定水分含量的变压器油，变压器油的水分含量根据试验目的确定，可用于水分含量对油纸绝缘气泡形成影响的研究；
(2)通过电加热器将变压器油加热至某温度，并保持该温度，该温度会影响下述步骤(3)中油纸间水分平衡的速度，一般可取30-90℃，温度越高，平衡所需的时间越少；
(3)每隔6小时通过泄油阀取20ml变压器油，通过油水分测试仪测量油中水分含量，测量三次取平均值；若24小时内水分含量波动低于+/-5μL/L，则认为油纸间水分平衡完成；此时根据当前油中水分含量，通过油纸水分Oommen平衡曲线换算为变压器绕组绝缘纸中水分含量；
(4)上述步骤(3)完成后，将一次主回路部分的开关闭合，通过调压器调节电流互感器的输入电压，同时获得所需的输出电流，该输出电流最大不超过变压器绕组额定电流的1.2倍，具体数值由试验模拟的变压器过负荷状态来确定；
(5)按照试验模拟的变压器过负荷状态进行试验，变压器绕组负荷电流产生的损耗使得绕组周围的油纸绝缘温度升高，随着变压器绕组温度的升高，绝缘纸表面将会有气泡生成，通过油箱侧壁上的法兰观测窗可实现对气泡生成过程的观测。
本发明的有益效果：利用变压器绕组负荷电流的变化模拟不同变压器运行状态，实现对不同温度和水分含量情况下的油纸绝缘气泡生成过程观测的目的，同时模拟过程与变压器实际工况一致。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验装置，包括一次主回路部分和加热油箱两个部分，所述一次主回路部分包括有依次连接的开关1、调压器2、电流互感器3和变压器绕组4，所述加热油箱由油箱5、顶盖6、电加热器7、温度计8和压力计9组成，变压器绕组4安装在油箱5内，油箱5内还安装有电加热器7，油箱5侧壁安装有温度计8、压力计9，油箱5四壁设有法兰观测窗12，油箱5侧壁靠近顶部设有注油阀11，油箱5侧壁靠近底部设有泄油阀10，油箱5上部安装有顶盖6，顶盖6设有套管13。
本具体实施方式通过开关1控制一次主回路的通断，开关1通过导线与调压器2的输入端相连，调压器2的输出端通过导线与电流互感器3的输入端相连，通过调压器2控制电流互感器3的输出电流，电流互感器3的输出端通过导线直接与变压器绕组4的首尾两端相连，变压器绕组4放入油箱5中，变压器绕组4首尾两端通过位于加热油箱顶盖6的套管13引出与电流互感器3的输出相连。电加热器7带有温控探头，可实现恒温加热，电加热器7的电加热板安放于油箱5的底部，电加热器7的电源引线通过加热油箱顶盖6的套管13引出。
一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验方法，包括以下步骤：
(1)将变压器绕组放入加热油箱，然后通过注油阀11将油箱5中注入一定水分含量的变压器油，变压器油的水分含量根据试验目的确定，可用于水分含量对油纸绝缘气泡形成影响的研究；
(2)通过电加热器7将变压器油加热至某温度，并保持该温度，该温度会影响下述步骤(3)中油纸间水分平衡的速度，一般可取30-90℃，温度越高，平衡所需的时间越少；
(3)每隔6小时通过泄油阀10取20ml变压器油，通过油水分测试仪测量油中水分含量，测量三次取平均值；若24小时内水分含量波动低于+/-5μL/L，则认为油纸间水分平衡完成；此时根据当前油中水分含量，通过油纸水分Oommen平衡曲线换算为变压器绕组4绝缘纸中水分含量；
(4)上述步骤(3)完成后，将一次主回路部分的开关1闭合，通过调压器2调节电流互感器3的输入电压，同时获得所需的输出电流，该输出电流最大不超过变压器绕组4额定电流的1.2倍，具体数值由试验模拟的变压器过负荷状态来确定；
(5)按照试验模拟的变压器过负荷状态进行试验，变压器绕组4负荷电流产生的损耗使得绕组周围的油纸绝缘温度升高，随着变压器绕组4温度的升高，绝缘纸表面将会有气泡生成，通过油箱5侧壁上的法兰观测窗12可实现对气泡生成过程的观测。
本具体实施方式利用变压器绕组负荷电流的变化模拟不同变压器运行状态，实现对不同温度和水分含量情况下的油纸绝缘气泡生成过程观测的目的，能够实现不同温度变化、水分含量情况下油纸绝缘气泡形成过程的观测，同时模拟过程与变压器实际工况一致，具有广阔的市场应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验装置，其特征在于，包括一次主回路部分和加热油箱两个部分，所述一次主回路部分包括有开关(1)、调压器(2)、电流互感器(3)和变压器绕组(4)，开关(1)、调压器(2)、电流互感器(3)、变压器绕组(4)依次连接，所述加热油箱由油箱(5)、顶盖(6)、电加热器(7)、温度计(8)和压力计(9)组成，变压器绕组(4)安装在油箱(5)内，油箱(5)内还安装有电加热器(7)，油箱(5)侧壁安装有温度计(8)、压力计(9)，油箱(5)四壁设有法兰观测窗(12)，油箱(5)侧壁靠近顶部设有注油阀(11)，油箱(5)侧壁靠近底部设有泄油阀(10)，油箱(5)上部安装有顶盖(6)，顶盖(6)设有套管(13)。
2.根据权利要求1所述的一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验装置，其特征在于，所述的开关(1)为一次主回路的控制开关，开关(1)通过导线与调压器(2)的输入端相连，调压器(2)的输出端通过导线与电流互感器(3)的输入端相连，电流互感器(3)的输出端直接与变压器绕组(4)的首尾两端相连，变压器绕组(4)放入油箱(5)中，变压器绕组(4)首尾两端通过加热油箱顶盖(6)的套管(13)引出。
3.根据权利要求1所述的一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验装置，其特征在于，所述的电加热器(7)带有温控探头，可实现恒温加热，电加热器(7)的电加热板安放于油箱(5)的底部，电加热器(7)的电源引线通过加热油箱顶盖(6)的套管(13)引出。
4.一种变压器绕组绝缘气泡生成模拟试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将变压器绕组放入加热油箱，然后通过注油阀(11)将油箱(5)中注入一定水分含量的变压器油，变压器油的水分含量根据试验目的确定，可用于水分含量对油纸绝缘气泡形成影响的研究；
(2)通过电加热器(7)将变压器油加热至某温度，并保持该温度，该温度会影响下述步骤(3)中油纸间水分平衡的速度，一般可取30-90℃，温度越高，平衡所需的时间越少；
(3)每隔6小时通过泄油阀(10)取20ml变压器油，通过油水分测试仪测量油中水分含量，测量三次取平均值；若24小时内水分含量波动低于+/-5μL/L，则认为油纸间水分平衡完成；此时根据当前油中水分含量，通过油纸水分Oommen平衡曲线换算为变压器绕组(4)绝缘纸中水分含量；
(4)上述步骤(3)完成后，将一次主回路部分的开关(1)闭合，通过调压器(2)调节电流互感器(3)的输入电压，同时获得所需的输出电流，该输出电流最大不超过变压器绕组(4)额定电流的1.2倍，具体数值由试验模拟的变压器过负荷状态来确定；
(5)按照试验模拟的变压器过负荷状态进行试验，变压器绕组(4)负荷电流产生的损耗使得绕组周围的油纸绝缘温度升高，随着变压器绕组(4)温度的升高，绝缘纸表面将会有气泡生成，通过油箱(5)侧壁上的法兰观测窗(12)可实现对气泡生成过程的观测。
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