CN107783072B - 一种柔性绕组变形模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种柔性绕组变形模拟装置，主要包括有高压绕组、低压绕组、底板、高压绕组支架、低压绕组支架、铁芯和夹件，利用柔性绕组易变形和恢复，支架可平移的特点，通过改变柔性绕组的形状和/或调整柔性绕组的位置来进行变压器绕组移位、局部变形、匝间短路等的变形模拟。本发明充分考虑了变压器不同部位、不同形状的变形情况，为模拟实际发生的绕组变形提供了一种新的方法；绕组变形包括了现有变压器绕组变形的大部分类型，为短路阻抗测试和频率响应法测试提供了测试对象，为测试仪器提供了校准样品；本发明在不拆拔绕组的情况下可在绕组任意部位造成不同形状、不同位置的绕组变形，具有准确、真实、灵活、直观、可重复利用的优点。

Description

一种柔性绕组变形模拟装置

技术领域

本发明涉及一种柔性绕组变形模拟装置。

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。变压器在系统运行中难以避免要承受各种短路故障，短路电流可达10~20倍的变压器额定电流，该电流在变压器绕组中将会产生巨大的机械力。这是引起其绕组机械变形的主要原因，而变形的积累则是引起变压器及电力系统事故的重要原因之一。对于有绕组松动的变压器，当松动未危及绝缘时，油中总烃及各组分含量保持正常，吊芯检查最简单直观但是却要花费大量的人力、物力、财力。因此，深入研究变压器绕组变形的检测和诊断方法，对提高变压器设计、制造水平，降低故障率、保证电网的安全运行是十分必要的。

目前的绕组变形检测方法，最常用的绕组变形检测方法是频响法和短路阻抗法，前者基于变压器绕组发生变形之后，绕组的电感、对地电容、匝间电容等参数会发生变化的原理，后者基于变压器绕组发生变形之后，绕组的漏电抗即短路阻抗会发生变化的原理，两种方法均存在诊断方法不够完善的问题，需要深入研究检测与诊断方法的灵敏度、准确度，以及确定变形部位的定位方法。而开展上述研究离不开试验验证，研制绕组变形模拟试验装置不仅能进行绕组变形类型与电阻、阻抗、电容等电气参数和频率响应曲线之间的对应关系研究，而且对绕组变形检测方法、检测仪器进行可行性和有效性验证，为绕组变形检测技术的进步提供强有力的支撑。

目前，绕组变形检测模拟试验研究中使用的装置，一种是来源于变压器厂返修的已发生了绕组变形的变压器，一种是实验室中的试验平台。前者获取困难，体积大，若为低压绕组变形，无法在未拆解绕组的情况下确定绕组的变形类型，后者或者通过电容、电感、电阻元件的等效电路来模拟绕组变形，或者通过对真型变压器绕组进行处理来模拟现场绕组变形，处理方法包括将绕组中某两匝线圈短路、在某两匝线圈之间接入电容器、增大线饼间的距离、移动绕组以改变绕组对油箱的距离等等，进而使得绕组的分布电感、电容发生变化，进而达到模拟绕组实际变形的目的。

通过电容、电感、电阻元件的等效电路来模拟绕组变形，如CN202887569U和CN204347165U所示，但该方法难以考虑到漏感、铁芯非线性等实际影响，无法贴合实际，不够准确，而通过真型变压器绕组变形，目前的主要有CN105526835A所述的通过将绕组径向变形造成的分布电容变化转化为油箱变形造成的分布电容变化，改变变形块的位置，相当于改变了绕组变形的部位、或者改变了绕组变形的范围和变形程度，但该方法仅仅考虑了绕组外层的电容变化，未能考虑内层绕组的变形以及绕组之间的变形，模型不够准确。而且现有模拟装置绕组难以制作变形状态且难以复原，为进行多个绕组变形造成了障碍和困难。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种真实、变形类型多样、制作容易的柔性绕组变形模拟装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种柔性绕组变形模拟装置，包括有高压绕组、低压绕组、底板、高压绕组支架、低压绕组支架、铁芯和夹件，所述低压绕组支架套设在所述铁芯外围，所述低压绕组设置在所述低压绕组支架中，所述高压绕组支架套设在所述低压绕组外围，所述高压绕组设置在所述高压绕组支架中，所述底板固定在所述夹件的下部，所述高压绕组支架和低压绕组支架放置在所述底板上，所述铁芯和所述低压绕组之间以及所述高压绕组和所述低压绕组之间有预留空间，以保证所述高压绕组和所述低压绕组间有移动空间，所述铁芯通过所述夹件夹紧。

进一步地，所述高压绕组和低压绕组的导线为外包敷硅胶的矩形金属软管，硅胶用于绝缘，矩形金属软管不仅用于导电，而且很容易进行二维平面随意弯曲和复原。

进一步地，所述底板为层压木绝缘板或塑料绝缘板，能够避免产生涡流损耗和电磁效应，避免改变电场和磁场。

进一步地，所述高压绕组支架和低压绕组支架为圆筒形，材质为塑料，用于定型所述高压绕组和低压绕组，所述高压绕组支架和低压绕组支架的底部分别安装有配备有调节螺栓的万向轮，可以进行高压绕组和低压绕组的移动和升降。

进一步地，所述铁芯采用厚度为0.5 mm的硅钢片叠装而成，大大减少了涡流损耗。

进一步地，所述夹件通过螺杆夹紧铁芯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明充分考虑了变压器不同部位、不同形状的变形情况，为全面模拟实际发生的绕组变形提供了一种新的解决方案；

2、本发明提供的绕组变形包括了现有变压器绕组变形的各种类型，从而基本能够对该类型变压器的所有绕组变形进行模拟，尤其是绕组移位和绕组高度不一致的变形能够进行连续细微地调整；

3、本发明引入柔性绕组的方法，采用外包敷硅胶的矩形金属软管作为导线，硅胶用于导线间的绝缘，矩形金属软管不仅用于导电，而且很容易进行二维平面随意弯曲和复原，能够准确、真实、灵活、直观地模拟不同形状、不同位置绕组变形。

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（局部剖视图）；

图2为本发明进行高压绕组或低压绕组的移位变形时的结构示意图（局部剖视图）；

图3为本发明进行高压绕组或低压绕组的高度不一致变形时的结构示意图（局部剖视图）；

图4为本发明进行高压绕组或低压绕组的凹或凸变形时的结构示意图（局部剖视图）。

其中，图中所示标记为：1：高压绕组；2：低压绕组；3：底板；4：高压绕组支架；5：低压绕组支架；6：铁芯；7：夹件；8：万向轮；9：调节螺栓。

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，本发明优选的实施例提供一种柔性绕组变形模拟装置，包括有高压绕组1、低压绕组2、底板3、高压绕组支架4、低压绕组支架5、铁芯6和夹件7，低压绕组支架5套设在铁芯6外围，低压绕组2设置在低压绕组支架5中，高压绕组支架4套设在低压绕组2外围，高压绕组1设置在高压绕组支架4中，底板3固定在夹件7的下部，高压绕组支架4和低压绕组支架5放置在底板3上，铁芯6和低压绕组2之间以及高压绕组1和低压绕组2之间有预留空间，以保证高压绕组1和低压绕组2间有移动空间，铁芯6通过夹件7夹紧。

在优选的实施例中，高压绕组1和低压绕组2的导线为外包敷硅胶的矩形金属软管。硅胶用于绝缘，矩形金属软管不仅用于导电，而且很容易进行二维平面随意弯曲和复原。

在优选的实施例中，底板3为层压木绝缘板或塑料绝缘板。层压木绝缘板或塑料绝缘板能够避免产生涡流损耗和电磁效应，避免改变电场和磁场。

在优选的实施例中，请参照图1，高压绕组支架4和低压绕组支架5为圆筒形，材质为塑料，用于定型高压绕组1和低压绕组2，高压绕组支架4和低压绕组支架5的底部分别安装有配备有调节螺栓9的万向轮8，通过调整调节螺栓9可以进行高压绕组1和低压绕组2的移动和升降。

在优选的实施例中，铁芯6采用厚度为0.5 mm的硅钢片叠装而成，可以大大减少了涡流损耗。

在优选的实施例中，夹件7通过螺杆夹紧铁芯6。

请参照图2，当需要进行高压绕组1或低压绕组2的移位变形时，推拉高压绕组支架4或低压绕组支架5，其万向轮8在底板3上滚动，从而改变了高压绕组1和低压绕组2之间的距离或者低压绕组2和铁芯6之间的距离，实现高压绕组1或低压绕组2发生移位变形。

请参照图3，当需要进行高压绕组1或低压绕组2的高度不一致变形时，通过调节高压绕组支架4或低压绕组支架5底部的万向轮8上的调节螺栓9，可以调节高压绕组支架4或低压绕组支架5的高度，从而实现高压绕组1或低压绕组2发生高度不一致变形。

当需要进行高压绕组1或低压绕组2的匝间短路变形时，破坏高压绕组1或低压绕组2的某部位某相邻两匝或多匝导线的硅胶外套，形成匝间短路，即可作出高压绕组1或低压绕组2发生匝间短路变形，恢复时采用绝缘胶带包敷即可。

请参照图4，当需要进行高压绕组1或低压绕组2的凹或凸变形时，在高压绕组1或低压绕组2的某部位采用塑料锤或钩子砸出凹或钩出凸形状，即可作出高压绕组1或低压绕组2发生凹或凸变形，恢复时按压修复即可。

通过上述的移位变形、高度不一致变形、匝间短路变形以及凹或凸变形，可实现变压器绕组的多位置、多类型变形，继而可以实现各种绕组变形的模拟。

以上所述，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种柔性绕组变形模拟装置，包括有高压绕组（1）、低压绕组（2）、底板（3）、高压绕组支架（4）、低压绕组支架（5）、铁芯（6）和夹件（7），其特征在于：所述高压绕组（1）和低压绕组（2）的导线为外包敷硅胶的矩形金属软管；所述低压绕组支架（5）套设在所述铁芯（6）外围，所述低压绕组（2）设置在所述低压绕组支架（5）中，所述高压绕组支架（4）套设在所述低压绕组（2）外围，所述高压绕组（1）设置在所述高压绕组支架（4）中，所述底板（3）固定在所述夹件（7）的下部，所述高压绕组支架（4）和低压绕组支架（5）放置在所述底板（3）上，所述铁芯（6）和所述低压绕组（2）之间以及所述高压绕组（1）和所述低压绕组（2）之间有预留空间，以保证所述高压绕组（1）和所述低压绕组（2）间有移动空间，所述铁芯（6）通过所述夹件（7）夹紧。

2.根据权利要求1所述的柔性绕组变形模拟装置，其特征在于：所述底板（3）为层压木绝缘板或塑料绝缘板。

3.根据权利要求1所述的柔性绕组变形模拟装置，其特征在于：所述高压绕组支架（4）和低压绕组支架（5）为圆筒形，材质为塑料，所述高压绕组支架（4）和低压绕组支架（5）的底部分别安装有配备有调节螺栓（9）的万向轮（8）。

4.根据权利要求1所述的柔性绕组变形模拟装置，其特征在于：所述铁芯（6）采用厚度为0.5 mm的硅钢片叠装而成。

5.根据权利要求1所述的柔性绕组变形模拟装置，其特征在于：所述夹件（7）通过螺杆夹紧铁芯（6）。

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