CN110161352A - 模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置及方法，该装置包括：变压器模型、匝间短路故障模拟装置、频响测试仪和终端；变压器模型包括铁芯，铁芯上包裹有绝缘层，绝缘层外侧绕有变压器绕组；变压器绕组的顶端和底端分别与频响测试仪连接，频响测试仪与终端连接；匝间短路故障模拟装置包括底座、设置在底座上的滑杆和与滑杆滑动连接的多个绝缘支撑导杆；每个绝缘支撑导杆滑动连接有匝间短路开关。利用绝缘支撑导杆移动到预设位置，并将两个导体触头紧压在绕组的两匝上进行模拟匝间短路，无需线圈的两匝通过接头连接模拟匝间短路，避免导致接线的失误造成变压器绕组匝间误短路。

Description

模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置及方法
技术领域
本申请涉及变压器故障模拟技术领域，尤其涉及一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置及方法。
背景技术
变压器作为电力系统以及牵引供电系统中的核心设备之一，其稳定性和可靠性关系到整个系统的正常运行，随着用电量的增加，能够及时发现隐患的变压器故障诊断技术越发重要。短路故障是变压器最为常见的故障，当变压器发生短路故障时，绕组在短路电流和内部磁场的作用下会产生很大的电磁力，会使绕组出现一定幅度的变形。而在变形的过程中最先破坏的就是匝间绝缘和饼间绝缘，因此最容易导致永久性的匝间短路或者饼间短路。一旦发生匝间短路，不仅会产生局部放电而且在绕组匝间会形成环流，增大了变压器绕组的环流损耗，甚至击穿主绝缘，烧毁变压器。因此，准确及时地发现变压器绕组匝间短路故障对于电力系统的安全可靠运行具有重大意义。
目前，频率响应法是目前应用最为广泛的变压器绕组故障检测方法，现有的研究中，通常通过将变压器绕组的每一匝引出接头，并在此基础上测量频率响应，得到短路故障的频率响应特征，该方法容易由于接线的失误造成变压器绕组匝间误短路。
发明内容
本申请提供了一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置及方法，以解决现有变压器绕组匝间短路下的频率响应测试方法容易由于接线的失误造成变压器绕组匝间误短路。
第一方面，本申请提供了一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，包括：变压器模型、匝间短路故障模拟装置、频响测试仪和终端；
所述变压器模型包括铁芯，所述铁芯上包裹有绝缘层，所述绝缘层外侧绕有变压器绕组；所述变压器绕组的顶端和底端分别与所述频响测试仪连接，所述频响测试仪与终端连接；
所述匝间短路故障模拟装置包括底座、设置在底座上的滑杆和与所述滑杆滑动连接的多个绝缘支撑导杆，每个所述绝缘支撑导杆的高度小于绕组的线饼之间的距离；
每个所述绝缘支撑导杆滑动连接有匝间短路开关。
第二方面，本申请提供了一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验方法，应用于上述的模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，所述方法包括：
利用控制台控制绝缘支撑导杆移动到预设位置；
利用控制台控制匝间短路开关的两个导体触头紧压在绕组的两匝上；
利用频率响应测试仪和终端，得到匝间短路故障下的变压器绕组频率响应曲线；
利用控制台控制两个导体触头与绕组分离，并重复上述步骤，以获得同一线饼组下不同短路匝数，或者多线饼组下同一短路匝数的多种匝间短路故障的频率响应曲线。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置及方法，利用绝缘支撑导杆移动到预设位置，并将两个导体触头紧压在绕组的两匝上进行模拟匝间短路，无需线圈的两匝通过接头连接模拟匝间短路，避免导致接线的失误造成变压器绕组匝间误短路。
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，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置的结构图；
图2为匝间短路开关的结构图；
图3为本申请提供的一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验方法的流程图。
其中，1-变压器绕组，2-绝缘支撑导杆，3-涡轮，4-控制台，5-滑杆，6-匝间短路开关，601-转动轴承，602-连接板，603-转动齿轮，604-齿条滑竿，605-导体触头，7-铁芯，8-制动杆，9-底座，10-导线，11-频响测试仪，12-终端，13-绝缘层。
具体实施方式
第一方面，参见图1和图2，本申请提供了一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，包括：变压器模型、匝间短路故障模拟装置、频响测试仪11和终端12；
所述变压器模型包括铁芯7，所述铁芯7上包裹有绝缘层13，所述绝缘层13外侧绕有变压器绕组1；所述变压器绕组1的顶端和底端分别与所述频响测试仪11连接，所述频响测试仪11与终端12连接；具体地，变压器绕组1的顶端和底端通过导线10与频响测试仪11连接。
所述匝间短路故障模拟装置包括底座9、设置在底座9上的滑杆5和与所述滑杆5滑动连接的多个绝缘支撑导杆2，每个所述绝缘支撑导杆2的高度小于变压器绕组1的线饼之间的距离。
具体地，每个所述绝缘支撑导杆2通过涡轮3与滑杆5连接，绝缘支撑导杆2可沿滑杆5上下滑动，且可使绝缘支撑导杆2在水平方向移动。滑杆5的侧壁设有滑槽，所述匝间短路开关6可在滑槽内滑动，所述滑槽上设有与变压器绕组1的匝间距离对应的刻度。
进一步地，底座9上还设有制动杆8，所述制动杆8上设有卡件，所述卡件用于固定滑杆5。
进一步地，所述匝间短路故障模拟装置还包括控制台4，所述控制台4用于控制绝缘支撑导杆2的高度和伸缩长度，以控制匝间短路开关6的位置，并且控制导体触头605的通断。
每个所述绝缘支撑导杆2滑动连接有匝间短路开关6。具体地，匝间短路开关6包括连接板602、齿条滑竿604、转动轴承601和转动齿轮603，所述转动齿轮603通过转动轴承601与连接板602连接；所述转动轴承601的外周边缘设有锯齿；所述齿条滑竿604两侧内壁设有锯齿，所述齿条滑杆5的锯齿与转动轴承601的锯齿啮合；所述齿条滑竿604的底部连接有两个导体触头605。
本申请的工作原理为：利用控制台4控制绝缘支撑导杆2移动到预设位置，即控制绝缘支撑导杆2在滑杆5上滑动到预设高度，并控制绝缘支撑导杆2水平移动预设长度，以使导体触头605移动到需短路的两匝上方；再由转动齿轮603带动转动轴承601旋转，使齿条滑竿604向下移动，最终使齿条滑竿604底部的两个导体触头605紧压在绕组的两匝上，用来模拟绕组的匝间短路；然后利用频率响应测试仪和终端12，得到匝间短路故障下的变压器绕组1频率响应曲线；因此，本申请可获得同一线饼组下不同短路匝数，或者多线饼组下同一短路匝数等多种匝间短路故障的频率响应曲线。
第二方面，参见图3，本申请提供了一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验方法，应用于上述的模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，所述方法包括：
步骤31：利用控制台4控制绝缘支撑导杆2移动到预设位置。
具体地，控制绝缘支撑导杆2在滑杆5上滑动到预设高度，并控制绝缘支撑导杆2水平移动预设长度。
步骤32：利用控制台4控制匝间短路开关6的两个导体触头605紧压在绕组的两匝上。
具体地，控制转动齿轮603带动转动轴承601旋转，使齿条滑竿604向下移动，最终使齿条滑竿604底部的两个导体触头605紧压在绕组的两匝上，模拟绕组的匝间短路。
步骤33：利用频率响应测试仪和终端12，得到匝间短路故障下的变压器绕组1频率响应曲线。
步骤34：利用控制台4控制两个导体触头605与绕组分离，并重复上述步骤，以获得同一线饼组下不同短路匝数，或者多线饼组下同一短路匝数的多种匝间短路故障的频率响应曲线。
具体地，控制转动齿轮603带动转动轴承601向相反方向旋转，使齿条滑竿604向上移动，最终使齿条滑竿604底部的两个导体触头605与绕组分离，然后重复步骤31-33，以获得多种匝间短路故障的频率响应曲线。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置及方法，利用绝缘支撑导杆2移动到预设位置，并将两个导体触头605紧压在绕组的两匝上进行模拟匝间短路，无需线圈的两匝通过接头连接模拟匝间短路，避免导致接线的失误造成变压器绕组1匝间误短路。

Claims (7)

1.一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，其特征在于，包括：变压器模型、匝间短路故障模拟装置、频响测试仪(11)和终端(12)；
所述变压器模型包括铁芯(7)，所述铁芯(7)上包裹有绝缘层，所述绝缘层外侧绕有变压器绕组(1)；所述变压器绕组(1)的顶端和底端分别与所述频响测试仪(11)连接，所述频响测试仪(11)与终端(12)连接；
所述匝间短路故障模拟装置包括底座(9)、设置在底座(9)上的滑杆(5)和与所述滑杆(5)滑动连接的多个绝缘支撑导杆(2)，每个所述绝缘支撑导杆(2)的高度小于绕组的线饼之间的距离；
每个所述绝缘支撑导杆(2)滑动连接有匝间短路开关(6)。
2.如权利要求1所述的模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，其特征在于，所述匝间短路开关(6)包括连接板(602)、齿条滑竿(604)、转动轴承(601)和转动齿轮(603)；
所述转动齿轮(603)通过转动轴承(601)与连接板(602)连接；
所述转动轴承(601)的外周边缘设有锯齿；
所述齿条滑竿(604)两侧内壁设有锯齿，所述齿条滑杆(5)的锯齿与转动轴承(601)的锯齿啮合；
所述齿条滑竿(604)的底部连接有两个导体触头(605)。
3.如权利要求1所述的模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，其特征在于，所述底座(9)上还设有制动杆(8)，所述制动杆(8)上设有卡件，所述卡件用于固定滑杆(5)。
4.如权利要求1所述的模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，其特征在于，每个所述绝缘支撑导杆(2)通过涡轮(3)与滑杆(5)连接。
5.如权利要求1所述的模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，其特征在于，所述滑杆(5)的侧壁设有滑槽，所述匝间短路开关(6)可在滑槽内滑动，所述滑槽上设有与变压器绕组(1)的匝间距离对应的刻度。
6.如权利要求1所述的模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，其特征在于，所述匝间短路故障模拟装置还包括控制台(4)，所述控制台(4)用于控制绝缘支撑导杆(2)的高度和伸缩长度，以控制匝间短路开关(6)的位置，并且控制导体触头(605)的通断。
7.一种模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验方法，应用于权利要求1-6任一项所述的模拟变压器绕组匝间短路下的频率响应试验装置，其特征在于，所述方法包括：
利用控制台(4)控制绝缘支撑导杆(2)移动到预设位置；
利用控制台(4)控制匝间短路开关(6)的两个导体触头(605)紧压在绕组的两匝上；
利用频率响应测试仪和终端(12)，得到匝间短路故障下的变压器绕组(1)频率响应曲线；
利用控制台(4)控制两个导体触头(605)与绕组分离，并重复上述步骤，以获得同一线饼组下不同短路匝数，或者多线饼组下同一短路匝数的多种匝间短路故障的频率响应曲线。
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