CN116359625B - 双分裂变压器的生产方法及高压线圈匝数异常检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了双分裂变压器的生产方法及高压线圈匝数异常检测方法；所述检测方法用于在线圈装配完成且铁轭合上后，检测变压器半成品的高压上下部线圈的匝数异常情况；具体步骤如下：S1，高压侧开路，低压侧送入α％(16≤α≤20)的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，确定异常相；S2，断开异常相高压上下部线圈之间的联接引线，再次将高压侧开路，低压侧送入α％(16≤α≤20)的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，验证步骤S1中确定的异常相是否正确；S3，测量异常相中高压上下部线圈的线圈段与对应的低压上下部线圈之间的变比，得出高压上下部线圈中各线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点具体位置。
Description
技术领域
本发明涉及双分裂变压器技术领域，具体涉及双分裂变压器的生产方法及高压线圈匝数异常检测方法。
背景技术
随着风力发电、光伏发电等新能源的兴起，双分裂变压器的应用越来越广泛。双分裂变压器是指每相由一个高压绕组与两个电压和容量均相同的低压绕组构成的多绕组电力变压器。双分裂变压器每相铁芯上的高压绕组分为上下对称的线圈，上部线圈和下部线圈并联；上部线圈和下部线圈的匝数必须一致，否则会在并联回路中产生不平衡电压，引起损耗增加。因此在半成品试验时需要进行变比试验，验证高压上下部线圈的匝数是否相等。但是，在实际的生产过程中，由于双分裂变压器的线圈匝数过多(一个变压器中一般包含上千匝线圈)，在半成品的变比试验过程中，很难发现线圈错匝问题，往往需要在成品的空载试验中才能发现(双分裂变压器中高压上下部线圈的匝数不一致，会造成空载试验异常)，具体试验方式为：在变压器装配完成后，将变压器的高压侧开路，并在低压侧送入100％额定电压，再测量变压器的空载损耗，与标准空载损耗相比，判断是否存在异常。如果存在异常，则需要先将变压器器身吊出，再断开每一相高压上下部线圈的电气联系，并分相分段测变比，以确定具体的异常点，确定异常点后，再进行相应的处理，处理完成后将变压器再次装配，此时，会耗费很大的人力、物力，直接影响到变压器的交期。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，本申请提供了一种双分裂变压器的生产方法；该生产方法在线圈装配完成且铁轭合上后，通过特定的检测方法，检测变压器半成品中高压线圈的匝数是否存在异常，便于进行相应的处理，避免后续质量损失发生，提高了产品一次出厂通过率。对应的，本申请还提供了一种双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法，根据双分裂变压器的磁路特点，在低压侧输入α％(16≤α≤20)的额定电压，再通过特定的步骤，检测变压器半成品中高压上下部线圈匝数是否存在异常，操作简单、高效，检测效率高。
对于生产方法而言，本申请的技术方案为：
双分裂变压器的生产方法，所述双分裂变压器包括两个铁轭、设于两个铁轭之间的三相三柱铁芯，以及套设于铁芯外的低压线圈和高压线圈；所述低压线圈沿轴向分裂成对称分布的低压上部线圈和低压下部线圈；所述高压线圈沿轴向分裂成对称分布的高压上部线圈和高压下部线圈；所述高压上部线圈和高压下部线圈均包括一个基本线圈段和多个分接线圈段；该生产方法中，在线圈装配完成且铁轭合上后，检测变压器半成品中高压上部线圈与高压下部线圈的匝数是否异常，并在匝数存在异常时，进行相应的处理以消除异常，然后进入下一道生产工序；其中，异常检测的具体步骤如下：
S1，将变压器半成品的高压侧开路，低压侧送入α％(16≤α≤20)的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则不存在异常，反之，则根据实际的测量结果，确定异常相；
S2，断开异常相高压上部线圈和高压下部线圈之间的联接引线，再次将高压侧开路，低压侧送入α％(16≤α≤20)的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则证明步骤S1中确定的异常相正确，进行下一步操作；反之，重新确定异常相；
S3，测量异常相中高压上部线圈的线圈段与该相低压上部线圈的变比，以及高压下部线圈的线圈段与该相低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中基本线圈段和各分接线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置；
检测完成后，若异常点位置处的线圈匝数多于标准匝数，则拆除多余的线圈，若线圈匝数少于标准匝数，则增加线圈，以保证变压器半成品的质量。
与现有技术相比，本申请的双分裂变压器的生产方法在线圈装配完成且铁轭合上后，根据双分裂变压器的磁路特点，在低压侧输入α％(16≤α≤20；避免破坏高压绝缘)的额定电压，再通过特定的检测步骤，检测变压器半成品中高压上下部线圈的匝数异常情况，便于进行相应的处理，提高产品质量控制率(质量损失可降低80％)和产品一次出厂通过率。
作为优化，前述的双分裂变压器的生产方法中，步骤S1和步骤S2中，α＝20。在保证在低压侧输入20％的额定电压后，不会破坏高压绝缘，而且测试准确率高。步骤S1和步骤S2中，可以采用LMG641功率分析仪测量空载损耗。LMG641功率分析仪接线简单，且允许测量的电压、电流范围广，其测量准确度高、效率高。
作为优化，前述的双分裂变压器的生产方法中，步骤S3中，通过变比仪分别测量异常相中高压上部线圈的基本线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与该相低压下部线圈的变比，以及高压上部线圈的基本线圈段跟分接线圈段串联而成的组合线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与分接线圈段串联而成的组合线圈段与该相低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中的基本线圈段以及各分接线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置。
对于检测方法而言，本申请的技术方案为：
双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法，所述双分裂变压器包括两个铁轭、设于两个铁轭之间的三相三柱铁芯，以及套设于铁芯外的低压线圈和高压线圈；所述低压线圈沿轴向分裂成对称分布的低压上部线圈和低压下部线圈；所述高压线圈沿轴向分裂成对称分布的高压上部线圈和高压下部线圈；所述高压上部线圈和高压下部线圈均包括一个基本线圈段和多个分接线圈段；该检测方法用于在线圈装配完成且铁轭合上后，检测变压器半成品中高压上部线圈与高压下部线圈的匝数异常情况；具体步骤如下：
S1，将变压器半成品的高压侧开路，低压侧送入α％(16≤α≤20)的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则不存在异常，反之，则根据实际的测量结果，确定异常相；
S2，断开异常相高压上部线圈和高压下部线圈之间的联接引线，再次将高压侧开路，低压侧送入α％(16≤α≤20)的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则证明步骤S1中确定的异常相正确；反之，重新确认异常相；
S3，测量异常相中高压上部线圈的线圈段与该相低压上部线圈的变比，以及高压下部线圈的线圈段与该相低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中基本线圈段和各分接线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置。
与现有技术相比，本申请的双分裂变压器的高压线圈匝数异常检测方法是根据双分裂变压器的磁路特点，在低压侧输入α％(16≤α≤20；可避免破坏高压绝缘、保证测试准确性)的额定电压，增加空载试验，再通过特定的步骤，检测变压器半成品高压上下部线圈的匝数异常情况：检测时，先测量变压器半成品A、B、C三相的空载损耗进行对比，并结合试验经验来判定异常相，再断开异常相的高压上下部线圈的电气联系，测量高压上部线圈和高压下部线圈的线圈段与对应的低压上部线圈和低压下部线圈之间的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈的基本线圈段和各分接线圈段的具体匝数，以确定匝数异常点的具体位置；该方法简单、高效，异常判定效率可以提高70％。
作为优化，前述的双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法中，在步骤S1和步骤S2中，α＝20。在低压侧输入20％的额定电压后，不会破坏高压绝缘，而且测试准确率最高。
作为优化，前述的双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法中，步骤S1和步骤S2中，可以采用LMG641功率分析仪测量空载损耗。LMG641功率分析仪接线简单，且允许测量的电压、电流范围广，其测量准确度高、效率高。
作为优化，前述的双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法中，步骤S3中，通过变比仪分别测量异常相中高压上部线圈的基本线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与该相低压下部线圈的变比，以及高压上部线圈的基本线圈段跟分接线圈段串联而成的组合线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与分接线圈段串联而成的组合线圈段与低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中的基本线圈段以及各分接线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置。
作为优化，前述的双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法中，所述变压器的联接组别可以为Dy11y11或Yd11d11。
附图说明
图1是本申请的双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法的步骤流程图；
图2是本申请中的双分裂变压器高压线圈接线原理图；
图3是本申请中的双分裂变压器低压线圈接线原理图；
图4是本申请实施案例中的变压器的高压线圈理论匝数简图；
图5是本申请实施案例中的变压器的高压线圈异常匝数简图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的说明，但并不作为对本申请限制的依据。
在双分裂变压器的生产过程中，可能会存在高压上下部线圈匝数不一致的情况。现有技术中，通常是在变压器成品的空载试验中发现异常后，将变压器器身吊出，再断开每一相高压上下部线圈的电气联系，并分相分段测变比。具体实施案例如下：
选择10台ZGS11-Z.T-1000/10光伏变压器，联接组别：Yd11d11，电压组合为(10.5±2*2.5％)/0.27*2kV，空载损耗标准为1600W；
首先，在变压器总装配后，高压侧开路，低压侧送入100％的额定电压；通过功率分析仪测量变压器的空载损耗，其中9台变压器的空载损耗在1520～1580W之间，另外一台为2609W，可排除铁芯加工或漏磁等因素；
然后，将变压器器身吊出，并断开A、B、C三相的高压上下部线圈的电气联系，通过变比仪测量每相的变比值，测试数据参见表1；
表1
测量时，变压器高压ABC引线连接至变比仪的高压ABC接口，变压器低压abc引线连接至变比仪的低压abc接口。根据《电力变压器第一部分总则》GB1094.1-2013中要求，变比误差不能超过0.5％；从表1的测试数据中并未发现明显异常，不能确定具体哪一相异常；此时，需要分相分段单独测量变比，测试数据参见表2：
表2
其中，实测匝数＝实测K*低压线圈匝数n(n＝21)；由表2可知，A相下部线圈的匝数比标准值多1匝，需要将多余的线圈拆除，处理完成后将变压器再次进行装配。此时，会耗费很大的人力、物力，直接影响到变压器的交期。
参见图1至图3，本申请提供了一种双分裂变压器的生产方法，所述双分裂变压器包括两个铁轭、设于两个铁轭之间的三相三柱铁芯，以及套设于铁芯外的低压线圈和高压线圈；所述低压线圈沿轴向分裂成对称分布的低压上部线圈和低压下部线圈；所述高压线圈沿轴向分裂成对称分布的高压上部线圈和高压下部线圈；每一相的高压上部线圈和高压下部线圈均包括一个基本线圈段和多个分接线圈段；该生产方法中，在线圈装配完成且铁轭合上后，检测变压器半成品高压上部线圈与高压下部线圈的匝数是否异常，并在匝数存在异常时，进行相应的处理以消除异常，然后进入下一道生产工序；
其中，异常检测的具体步骤如下：
S1，将变压器半成品的高压侧开路，低压侧送入α％(16≤α≤20)的额定电压，通过功率分析仪分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则不存在异常(根据双分裂变压器的磁路特点，正常情况下，其空载损耗值是A相大于C相大于B相)，反之，则根据实际的测量结果，结合试验经验，确定异常相；
S2，断开异常相高压上部线圈和高压下部线圈之间的联接引线，再次将高压侧开路，在低压侧送入α％(16≤α≤20)的额定电压，通过功率分析仪分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则证明步骤S1中确定的异常相正确，进行下一步操作；反之，重新确认异常相(步骤S1中空载损耗测量结果存在异常时，可能不止一相存在异常，此时根据实际测量数据，并结合试验经验，将偏差最明显的那一相确定为异常相，然后通过步骤S2进行验证；若验证结果异常，则重新确认其他相为异常相，再重复步骤S2，直到验证结果为A相大于C相大于B相，异常相确认完成。例如，步骤S1中测得A相大于B相大于C相，根据测试数据并结合试验经验，确定异常相应为B相，但步骤S2中测得结果为A相大于B相大于C相，则重新确认异常相为C相，再重复步骤S2)；
S3，通过变比仪分别测量异常相中高压上部线圈的基本线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与该相低压下部线圈的变比，以及高压上部线圈的基本线圈段跟分接线圈段串联而成的组合线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与分接线圈段串联而成的组合线圈段与该相低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中的基本线圈段以及各分接线圈段的具体匝数(由于各分接线圈段的匝数比较少，因此测量时，需要将分接线圈段与基本线圈段进行串联后再测量，以保证测量结果的准确性)，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置(测量时，异常相高压上部线圈和高压下部线圈之间的联接引线是断开的)；
检测完成后，若异常点位置处的线圈匝数多于标准匝数，则拆除多余的线圈，若线圈匝数少于标准匝数，则增加线圈，以保证变压器半成品的质量。
实施案例(参见图4和图5)：
本案例为采用上述的本申请的双分裂变压器的生产方法，检测ZGSB11-Z.T-1000/35变压器半成品的高压上、下部线圈匝数是否存在异常(该检测项目在完成常规的半成品试验项目后进行)。其中，联结组别：Dy11y11，电压组合：(37±2*2.5％)/0.315*2kV；A相高压上部线圈和高压下部线圈上均设有高压出头A，以及依序排列的分接出头X6、X4、X2、X3、X5、X7，将高压上部线圈和高压下部线圈分为基本线圈段A6和分接线圈段X64、X42、X35、X57；B相高压上部线圈和高压下部线圈上均设有高压出头B，以及依序排列的分接出头Y6、Y4、Y2、Y3、Y5、Y7，将高压上部线圈和高压下部线圈分为基本线圈段B6和分接线圈段Y64、Y42、Y35、Y57；C相高压上部线圈和高压下部线圈上均设有高压出头C，以及依序排列的分接出头Z6、Z4、Z2、Z3、Z5、Z7，将高压上部线圈和高压下部线圈分为基本线圈段C6和分接线圈段Z64、Z42、Z35、Z57；具体过程如下：
首先，在线圈装配完成且铁轭合上后，将变压器半成品的高压侧开路，低压侧送入20％的额定电压，通过LMG641功率分析仪分别测量A、B、C三相的空载损耗，得到以下数据：A相25.1W、B相18.7W、C相18.1W，此时，A相大于B相大于C相，根据测试数据并结合测试经验可得B相存在异常(根据双分裂变压器的磁路特点，正常情况下变压器的空载损耗是A相大于C相大于B相)；
然后，断开B相高压上部线圈和高压下部线圈之间的联接引线，再次将高压侧开路，低压侧送入20％的额定电压，通过LMG641功率分析仪分别测量A、B、C三相的空载损耗，得到以下数据：A相24.8W、B相14.9W、C相17.9W，此时，A相大于C相大于B相，即未断开联接引线时测试异常，而断开联接引线后测试正常，证明B相确为异常相；
接着，在B相高压上部线圈和高压下部线圈之间的联接引线断开的状态下，通过变比仪分别测量B相高压上部线圈的基本线圈段B6，以及组合线圈段B4(基本线圈段B6和分接线圈段Y64串联组合)、B2(基本线圈段B6和分接线圈段Y64、Y42串联组合)、B63-7(基本线圈段B6和分接线圈段Y35、Y57串联组合)、B65-7(基本线圈段B6和分接线圈段Y57串联组合)与B相低压上部线圈之间的变比，以及高压下部线圈的基本线圈段B6，以及组合线圈段B4、B2、B63-7、B65-7与B相低压下部线圈之间的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中基本线圈段B6和分接线圈段Y64、Y42、Y35、Y57的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置。(以B63-7为例，将分接出头Y6与分接出头Y3相连，使B6、Y35、Y57三个线圈段串联；然后将变比仪的高压A接口与高压出头B相连，变比仪的高压C接口与分接出头Y7相连，变比仪的低压a接口与低压出头b相连，变比仪的低压c接口与低压出头y相连)
测试数据如表3(其中，变比值K＝U高/U低，即电压比)：
表3
由于变压器高压线圈和低压线圈的每匝线圈串联，高压上下部线圈的基本线圈段B6和组合线圈段B4、B2、B63-7、B65-7的匝数与对应的低压上下部线圈的匝数之间的比值即为变比值，即n高/n低＝K＝U高/U低；那么，基本线圈段以及各组合线圈段的实测匝数＝实测K*n低(低压上、下部线圈的匝数均为12匝)。从表3可以发现，B相的高压下部线圈比高压上部线圈多1匝，高压下部线圈的组合线圈段B63-7和B65-7的线圈比标准线圈多1匝，可以确定异常点位置为高压下部线圈的分接线圈段Y57。
最后，将多余的线圈拆除，使高压上下部线圈匝数一致，保证变压器半成品质量。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。
Claims (8)
1.双分裂变压器的生产方法，所述双分裂变压器包括两个铁轭、设于两个铁轭之间的三相三柱铁芯，以及套设于铁芯外的低压线圈和高压线圈；所述低压线圈沿轴向分裂成对称分布的低压上部线圈和低压下部线圈；所述高压线圈沿轴向分裂成对称分布的高压上部线圈和高压下部线圈；所述高压上部线圈和高压下部线圈均包括沿轴向分布的一个基本线圈段和多个分接线圈段；其特征在于，该生产方法中，在线圈装配完成且铁轭合上后，检测变压器半成品中高压上部线圈与高压下部线圈的匝数是否异常，并在匝数存在异常时，进行相应的处理以消除异常，然后进入下一道生产工序；
其中，异常检测的具体步骤如下：
S1，将变压器半成品的高压侧开路，低压侧送入α％的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则不存在异常，反之，则根据实际的测量结果，确定异常相，其中，16≤α≤20；
S2，断开异常相高压上部线圈和高压下部线圈之间的联接引线，再次将高压侧开路，低压侧送入α％的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则证明步骤S1中确定的异常相正确，进行下一步操作；反之，重新确定异常相，其中16≤α≤20；
S3，测量异常相中高压上部线圈的线圈段与该相低压上部线圈的变比，以及高压下部线圈的线圈段与该相低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中基本线圈段和各分接线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置；
检测完成后，若异常点位置处的线圈匝数多于标准匝数，则拆除多余的线圈，若线圈匝数少于标准匝数，则增加线圈，以保证变压器半成品质量。
2.根据权利要求1所述的双分裂变压器的生产方法，其特征在于：步骤S1和步骤S2中，α＝20。
3.根据权利要求1所述的双分裂变压器的生产方法，其特征在于：步骤S3中，通过变比仪分别测量异常相中高压上部线圈的基本线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与该相低压下部线圈的变比，以及高压上部线圈的基本线圈段跟分接线圈段串联而成的组合线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与分接线圈段串联而成的组合线圈段与该相低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中的基本线圈段以及各分接线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置。
4.根据权利要求1所述的双分裂变压器的生产方法，其特征在于：步骤S1和步骤S2中，采用LMG641功率分析仪测量空载损耗。
5.双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法，所述双分裂变压器包括两个铁轭、设于两个铁轭之间的三相三柱铁芯，以及套设于铁芯外的低压线圈和高压线圈；所述低压线圈沿轴向分裂成对称分布的低压上部线圈和低压下部线圈；所述高压线圈沿轴向分裂成对称分布的高压上部线圈和高压下部线圈；所述高压上部线圈和高压下部线圈均包括一个基本线圈段和多个分接线圈段；其特征在于，该检测方法用于在线圈装配完成且铁轭合上后，检测变压器半成品中高压上部线圈与高压下部线圈的匝数异常情况；具体步骤如下：
S1，将变压器半成品的高压侧开路，低压侧送入α％的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则不存在异常，反之，则根据实际的测量结果，确定异常相，其中，16≤α≤20；
S2，断开异常相高压上部线圈和高压下部线圈之间的联接引线，将高压侧开路，低压侧送入α％的额定电压，分别测量A、B、C三相的空载损耗，并进行对比；若A相大于C相大于B相，则证明步骤S1中确定的异常相正确；反之，重新确定异常相，其中16≤α≤20；
S3，测量异常相中高压上部线圈的线圈段与该相低压上部线圈的变比，以及高压下部线圈的线圈段与该相低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中基本线圈段和各分接线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置。
6.根据权利要求5所述的双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法，其特征在于：步骤S1和步骤S2中，α＝20。
7.根据权利要求5所述的双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法，其特征在于：步骤S3中，通过变比仪分别测量异常相中高压上部线圈的基本线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与该相低压下部线圈的变比，以及高压上部线圈的基本线圈段跟分接线圈段串联而成的组合线圈段与该相低压上部线圈的变比，高压下部线圈的基本线圈段与分接线圈段串联而成的组合线圈段与低压下部线圈的变比，得出高压上部线圈和高压下部线圈中的基本线圈段以及各分接线圈段的具体匝数，并与标准匝数相比，以确定匝数异常点的具体位置。
8.根据权利要求5所述的双分裂变压器高压线圈匝数异常检测方法，其特征在于：步骤S1和步骤S2中，采用LMG641功率分析仪测量空载损耗。
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