CN112485295A - 油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台 - Google Patents

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莫文雄
陈于晴
王勇
黄青丹
宋浩永
刘静
饶锐
王炜
李助亚
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    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Abstract

本发明涉及一种油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，包括火源模拟燃烧系统、温度测量系统、压力采集系统和气体组分分析系统，火源模拟燃烧系统包括位于油浸式变压器正下方并设有进油孔的油盘、设有第一溢流孔和第二溢流孔的受油池、设有回油孔的回收油池、及为受油池供油的储油池；进油孔与第一溢流孔连通，并与第一溢流孔、第二溢流孔的尺寸相同且均位于同一水平位置；回油孔与第二溢流孔连通，并位于第二溢流孔的下方。该油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台可以快速、简便、科学、规范地测定油浸式变压器的耐火性能，便于根据其耐火等级对油浸式变压器进行分类、安装、使用以及管理维护，提高供电可靠性和安全性。

Description

油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台
技术领域
本发明涉及油浸式变压器研究技术领域，特别涉及一种油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台。
背景技术
变压器是电力系统最关键的核心设备之一，目前以使用燃点较低的矿物油作为绝缘冷却介质的油浸式变压器为主。当一台油浸式变压器发生火灾以后，会对相邻变压器产生比较强烈的热辐射，如果着火变压器因冷却油泄露而形成流淌火时，相邻变压器还可能直接遭受高温火焰的威胁。如果相邻油浸式变压器的耐火性能比较脆弱，就会很容易被引燃，造成火势的进一步扩大，严重危害供电可靠性和安全性，造成的社会影响和危害极大。现阶段油浸式变压器研究，着重关注变压器火灾的自动探测与报警、不同灭火系统/方法的灭火效能等方面，对于油浸式变压器遭受外部热源时的耐火性能尚未进行实质性研究，相应的油浸式变压器外部热源耐火性能实验测试平台也尚且缺乏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，能够快速简便地测定油浸式变压器的耐火性能，便于根据其耐火等级对油浸式变压器进行分类使用以及管理维护，提高供电可靠性和安全性。
为实现本发明的目的，采取的技术方案是：
一种油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，包括用于对油浸式变压器外部进行燃烧的火源模拟燃烧系统、用于测量油浸式变压器温度变化的温度测量系统、用于测量油浸式变压器压力变化的压力采集系统、及用于检测油浸式变压器内部气体的气体组分分析系统，火源模拟燃烧系统包括位于油浸式变压器正下方并设有进油孔的油盘、设有第一溢流孔和第二溢流孔的受油池、设有回油孔的回收油池、及为受油池供油的储油池；进油孔与第一溢流孔连通，并与第一溢流孔、第二溢流孔的尺寸相同且均位于同一水平位置；回油孔与第二溢流孔连通，并位于第二溢流孔的下方。
该油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台集成了一整套智能化的油浸式变压器耐火性能测试设备，可以产生标准火、测量油浸式变压器在试验过程中的温度变化、测量油浸式变压器在试验过程中的压力变化、检测油浸式变压器在试验过程中内部气体组分，可以快速、简便、科学、规范地测定油浸式变压器的耐火性能，便于根据其耐火等级对油浸式变压器进行分类、安装、使用以及管理维护，提高供电可靠性和安全性；且不同尺寸的变压器所需要的测试火源不同，而不同直径的油盘可以模拟不同火源功率，使该测试平台的适用性更广，且液体火源火源模拟燃烧系统通过油盘、受油池、回收油池和储油池的结构设置和布置，使受油池两侧的溢流孔尺寸大小和相对高度与燃烧油盘的进油孔的相同，且第二溢流孔与位于低位的回收油池连通，从而保持油盘的液面稳定，保持燃烧功率稳定，使测试的数据更准确。
下面对技术方案进一步说明：
进一步的是，储油池位于收油池的正上方，储油池的底部设有供油孔、及用于控制供油孔开合大小的流量调节阀门。通过流量调节阀门控制液体燃料供给给受油池的速度，从而控制受油池向油盘的供给燃料的速度，满足不同功率的火源需要，使该测试平台的适用性更广，操作更灵活。
进一步的是，储油池和回收油池之间连接有回油管路，回油管路上设有油泵。从受油池流回回收油池的液体燃料，再通过油泵输送回储油池，实现循环利用。
进一步的是，油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台还包括用于放置油浸式变压器的变压器支架，变压器支架的支撑部位均设有可以上下调节的伸缩装置。通过伸缩装置调整变压器支架的高度，从而调整变压器和火源之间的距离，可实现不同火源情况的测试。
进一步的是，温度测量系统包括用于测量油浸式变压器壳体温度的第一热电偶、用于测量油浸式变压器内部冷却介质的第二热电偶、与第一热电偶和第二热电偶电性连接的温度采集仪，温度采集仪还与电脑电性连接。通过第一热电偶和第二热电偶检测变压器在试验过程中的内外温度变化，并通过温度采集仪对数据进行采集，并将采集的数据发送至电脑进行分析，使测试更准确、简单快捷。
进一步的是，温度测量系统还包括用于测量油浸式变压器绕组温度的第三热电偶，第三热电偶与温度采集仪电性连接。通过第三热电偶采集油浸式变压器绕组在试验过程中的温度，进一步使测试更准确。
进一步的是，第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶均有多个，多个第一热电偶由上往下等间隔布置于油浸式变压器的壳体上，多个第二热电偶由上往下等间隔布置于油浸式变压器壳体的内部冷却介质中，多个第三热电偶由上往下等间隔布置于油浸式变压器的绕组上。通过采集油浸式变压器内外多个位置的温度，使检测的数据更全面更准确。
进一步的是，压力采集系统包括用于检测油浸式变压器内部压力的压力传感器、与压力传感器电性连接的压力采集仪，压力采集仪还与电脑电性连接，压力传感器位于油浸式变压器内部的冷却介质液面上方。通过压力传感器检测油浸式变压器在试验过程中的内部压力变化，并通过压力采集仪对数据进行采集，并将采集的数据发送至电脑进行分析，使测试更准确、简单快捷。
进一步的是，气体组分分析系统包括用于检测油浸式变压器内部气体的的气体采集探头、与气体采集探头电性连接的气体分析仪，气体分析仪还与电脑电性连接，气体采集探头位于油浸式变压器内部的冷却介质液面上方。通过气体采集探头检测油浸式变压器在试验过程中的内部气体组分变化，并通过气体分析仪对数据进行采集分析，并将分析的数据发送至电脑进行统计，使测试更准确、简单快捷。
进一步的是，油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台还包括用于对整个试验检测过程进行图像采集的视频摄像系统，视频摄像系统包括高清摄像机、及用于放置高清摄像机的支撑支架。通过视频摄像系统实时采集试验过程中的变化，且高清摄像机安装在支撑支架上，可以灵活调整摄像角度和范围，对整个试验检测过程进行高清摄像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明集成了一整套智能化的油浸式变压器耐火性能测试设备，可以产生标准火、测量油浸式变压器在试验过程中的温度变化、测量油浸式变压器在试验过程中的压力变化、检测油浸式变压器在试验过程中内部气体组分，可以快速、简便、科学、规范地测定油浸式变压器的耐火性能，便于根据其耐火等级对油浸式变压器进行分类、安装、使用以及管理维护，提高供电可靠性和安全性；且不同尺寸的变压器所需要的测试火源不同，而不同直径的油盘可以模拟不同火源功率，使该测试平台的适用性更广，且液体火源火源模拟燃烧系统通过油盘、受油池、回收油池和储油池的结构设置和布置，使受油池两侧的溢流孔尺寸大小和相对高度与燃烧油盘的进油孔的相同，且第二溢流孔与位于低位的回收油池连通，从而保持油盘的液面稳定，保证火源功率的稳定性，使测试的数据更准确。
附图说明
图1是本发明实施例油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台的结构示意图。
附图标记说明：
10.油浸式变压器，20.火源模拟燃烧系统，210.油盘，211.进油孔，220.受油池，221.第一溢流孔，222.第二溢流孔，230.回收油池，231.回油孔，240.储油池，241.供油孔，242.流量调节阀门，250.水浴盘，260.回收管路，270.油泵，30.温度测量系统，310.第一热电偶，320.第二热电偶，330.第三热电偶，340.温度采集仪，40.压力采集系统，410.压力传感器，420.压力采集仪，50.气体组分分析系统，510.气体采集探头，520.气体分析仪，60.变压器支架，610.伸缩装置，70.电脑，80.视频摄像系统，810.高清摄像机，820.支撑支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
如图1所示，一种油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，包括用于对油浸式变压器10外部进行燃烧的火源模拟燃烧系统20、用于测量油浸式变压器10温度变化的温度测量系统30、用于测量油浸式变压器10压力变化的压力采集系统40、及用于检测油浸式变压器10内部气体的气体组分分析系统50。该油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台集成了一整套智能化的油浸式变压器耐火性能测试设备，可以产生标准火、测量油浸式变压器10在试验过程中的温度变化、测量油浸式变压器10在试验过程中的压力变化、检测油浸式变压器10在试验过程中内部气体组分，可以快速、简便、科学、规范地测定油浸式变压器的耐火性能，便于根据其耐火等级对油浸式变压器进行分类、安装、使用以及管理维护，提高供电可靠性和安全性。
其中，火源模拟燃烧系统20包括位于油浸式变压器10正下方并设有进油孔211的油盘210、设有第一溢流孔221和第二溢流孔222的受油池220、设有回油孔231的回收油池230、及为受油池220供油的储油池240；进油孔211与第一溢流孔221连通，并与第一溢流孔221、第二溢流孔222的尺寸相同且均位于同一水平位置；回油孔231与第二溢流孔222连通，并位于第二溢流孔222的下方。不同尺寸的变压器所需要的测试火源不同，油盘210尺寸可以根据测试变压器的大小进行选择，而不同直径的油盘210可以模拟不同火源功率，使油盘210燃烧产生的火焰可以充分包裹变压器的器身，使该测试平台的适用性更广；且液体火源火源模拟燃烧系统20通过油盘210、受油池220、回收油池230和储油池240的结构设置和布置，使受油池220两侧的溢流孔尺寸大小和相对高度与燃烧油盘210的进油孔211的相同，且第二溢流孔222与位于低位的回收油池230连通，从而保持油盘210的液面稳定，保持燃烧功率稳定，使测试的数据更准确。
如图1所示，储油池240位于收油池的正上方，储油池240的底部设有供油孔241、及用于控制供油孔241开合大小的流量调节阀门242，通过流量调节阀门242控制液体燃料供给给受油池220的速度，从而控制受油池220向油盘210的供给燃料的速度，满足不同功率的火源需要，使该测试平台的适用性更广，操作更灵活；在测试过程中，将向受油池220的供油速度调整为大于油盘210的燃料燃烧速度，则在测试过程中无需再对流量调节阀门242进行调整。且储油池240和回收油池230之间连接有回油管路260，回油管路260上设有油泵270，从受油池220流回回收油池230的液体燃料，再通过油泵270输送回储油池240，实现循环利用。
如图1所示，油盘210放置在水浴盘250内，防止试验过程中燃料溢出油盘210形成流淌火，使测试更安全。
如图1所示，油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台还包括用于放置油浸式变压器10的变压器支架60，变压器支架60的支撑部位均设有可以上下调节的伸缩装置610。通过伸缩装置610调整变压器支架60的高度，从而调整变压器和火源之间的距离，可实现不同火源情况的测试。
如图1所示，温度测量系统30包括用于测量油浸式变压器10壳体温度的第一热电偶310、用于测量油浸式变压器10内部冷却介质的第二热电偶320、用于测量油浸式变压器10绕组温度的第三热电偶330、及与第一热电偶310、第二热电偶320和第三热电偶330电性连接的温度采集仪340，温度采集仪340还与电脑70电性连接。通过第一热电偶310、第二热电偶320和第三热电偶330检测变压器在试验过程中的内外温度变化，并通过温度采集仪340对数据进行采集，并将采集的数据发送至电脑70进行分析，使测试更准确、简单快捷。
在本实施例中，如图1所示，第一热电偶310、第二热电偶320和第三热电偶330均有五个，五个第一热电偶310由上往下每间隔10cm布置于油浸式变压器10的壳体上，五个第二热电偶320由上往下每间隔10cm布置于油浸式变压器10壳体的内部冷却介质中，五个第三热电偶330由上往下每间隔10cm布置于油浸式变压器10的绕组上。通过采集油浸式变压器10内外多个位置的温度，使检测的数据更全面更准确。第一热电偶310、第二热电偶320和第三热电偶330的数量和间隔尺寸还可以根据实际需要设置为其他值。
如图1所示，压力采集系统40包括用于检测油浸式变压器10内部压力的压力传感器410、与压力传感器410电性连接的压力采集仪420，压力采集仪420还与电脑70电性连接，压力传感器410位于油浸式变压器10内部的冷却介质液面上方。通过压力传感器410检测油浸式变压器10在试验过程中的内部压力变化，并通过压力采集仪420对数据进行采集，并将采集的数据发送至电脑70进行分析，使测试更准确、简单快捷。
如图1所示，气体组分分析系统50包括用于检测油浸式变压器10内部气体的的气体采集探头510、与气体采集探头510电性连接的气体分析仪520，气体分析仪520还与电脑70电性连接，气体采集探头510位于油浸式变压器10内部的冷却介质液面上方。通过气体采集探头510检测油浸式变压器10在试验过程中的内部气体组分变化，并通过气体分析仪520对数据进行采集分析，并将分析的数据发送至电脑70进行统计，使测试更准确、简单快捷。
如图1所示，油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台还包括用于对整个试验检测过程进行图像采集的视频摄像系统80，视频摄像系统80包括高清摄像机810、及用于放置高清摄像机810的支撑支架820。通过视频摄像系统80实时采集试验过程中的变化，且高清摄像机810安装在支撑支架820上，可以灵活调整摄像角度和范围，对整个试验检测过程进行高清摄像。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，包括用于对油浸式变压器外部进行燃烧的火源模拟燃烧系统、用于测量油浸式变压器温度变化的温度测量系统、用于测量油浸式变压器压力变化的压力采集系统、及用于检测油浸式变压器内部气体的气体组分分析系统，所述火源模拟燃烧系统包括位于油浸式变压器正下方并设有进油孔的油盘、设有第一溢流孔和第二溢流孔的受油池、设有回油孔的回收油池、及为所述受油池供油的储油池；所述进油孔与所述第一溢流孔连通，并与所述第一溢流孔、所述第二溢流孔的尺寸相同且均位于同一水平位置；所述回油孔与所述第二溢流孔连通，并位于所述第二溢流孔的下方。
2.根据权利要求1所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，所述储油池位于所述收油池的正上方，所述储油池的底部设有供油孔、及用于控制所述供油孔开合大小的流量调节阀门。
3.根据权利要求1所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，所述储油池和所述回收油池之间连接有回油管路，所述回油管路上设有油泵。
4.根据权利要求1所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，还包括用于放置油浸式变压器的变压器支架，所述变压器支架的支撑部位均设有可以上下调节的伸缩装置。
5.根据权利要求1所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，所述温度测量系统包括用于测量油浸式变压器壳体温度的第一热电偶、用于测量油浸式变压器内部冷却介质的第二热电偶、与所述第一热电偶和所述第二热电偶电性连接的温度采集仪，所述温度采集仪还与电脑电性连接。
6.根据权利要求5所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，所述温度测量系统还包括用于测量油浸式变压器绕组温度的第三热电偶，所述第三热电偶与所述温度采集仪电性连接。
7.根据权利要求6所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，所述第一热电偶、所述第二热电偶和所述第三热电偶均有多个，多个所述第一热电偶由上往下等间隔布置于油浸式变压器的壳体上，多个所述第二热电偶由上往下等间隔布置于油浸式变压器壳体的内部冷却介质中，多个所述第三热电偶由上往下等间隔布置于油浸式变压器的绕组上。
8.根据权利要求1所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，所述压力采集系统包括用于检测油浸式变压器内部压力的压力传感器、与所述压力传感器电性连接的压力采集仪，所述压力采集仪还与电脑电性连接，所述压力传感器位于油浸式变压器内部的冷却介质液面上方。
9.根据权利要求1所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，所述气体组分分析系统包括用于检测油浸式变压器内部气体的的气体采集探头、与所述气体采集探头电性连接的气体分析仪，所述气体分析仪还与电脑电性连接，所述气体采集探头位于油浸式变压器内部的冷却介质液面上方。
10.根据权利要求1至9任一项所述的油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台，其特征在于，还包括用于对整个试验检测过程进行图像采集的视频摄像系统，所述视频摄像系统包括高清摄像机、及用于放置高清摄像机的支撑支架。
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