一種用於電力變壓器故障模擬的方法
2023-05-30 21:54:26
一種用於電力變壓器故障模擬的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於電力變壓器故障模擬的方法。目前對於變壓器內部故障模擬的方式方法，一般是採用退運的變壓器或者直接在變壓器油中進行故障模擬試驗，其工作量大，故障模塊需要頻繁更換，而且模擬效果差。本發明本以電力模擬變壓器結構和變壓器故障模型為基礎，通過外部調節控制方法直接在變壓器體外控制變壓器局放故障、繞組變形故障的產生、消失以及加重，並且可以在升壓過程中安全地進行調節。本發明避免故障模擬過程中更換故障模型的繁瑣，同時方便在升壓過程中調節控制各類故障的產生時間以及強度，準確而又高效。
【專利說明】—種用於電力變壓器故障模擬的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於電力變壓器故障模擬的方法。
【背景技術】
[0002]在電力行業中，變壓器在正常運行過程中，不僅要承受額定電壓的長期作用，還要經受各種過電壓、油氣腐蝕、高溫低溫等各類不同環境不同形式的考驗，其內部也會產生各類不同形式、不同強度的絕緣故障，因此對變壓器內部故障缺陷的特性進行充分研究是電力設備故障測量系統、試驗幹擾抑制以及各類模式識別的基礎，近年來，國內外對於變壓器內部故障的監測與檢驗進行了大量的研究，同時針對設備故障現場試驗進行大量針對性模擬，以實現對變壓器內部故障特徵數據的積累，為進一步研究電力設備絕緣老化診斷提供科學依據。但是目前對於變壓器內部故障模擬的方式方法，一般是採用退運的變壓器或者直接在變壓器油中進行故障模擬試驗，其工作量大，故障模塊需要頻繁更換，而且模擬效果差，因此並不是很好的變壓器故障模擬方法。
【發明內容】
[0003]針對目前變壓器故障模擬存在的問題，本發明以電力模擬變壓器結構和變壓器故障模型為基礎，通過外部調節控制方法直接在變壓器體外控制變壓器局放故障、繞組變形故障的產生、消失以及加重，並且可以在升壓過程中安全地進行調節。
[0004]本發明方法包括模擬變壓器升壓、變壓器繞組變形故障模擬和變壓器局放故障模擬。
[0005]所述的模擬變壓器升壓具體是:將變壓器油箱的外殼、低壓尾套管、高壓尾套管、屏蔽層接地套管、鐵芯接地套管、鐵芯夾件接地套管進行可靠接地，然後將模擬變壓器進行升壓，對低壓套管進行加壓，通過變壓器自身感應，在高壓套管處將產生一個高壓。
[0006]所述的變壓器繞組變形故障模擬具體是:將高壓側繞組和低壓側繞組固定在絕緣支撐件一端，絕緣支撐件另一端固定在固定絕緣底座上；可移動絕緣底座放置於固定絕緣底座上；外部傳動裝置固定在可移動絕緣底座上，通過移動外部傳動裝置來帶動可移動絕緣底座與鐵芯的移動，減小鐵芯與低壓繞組之間的最短距離，這樣使得鐵芯在繞組間的位置發生變化，變壓器繞組電容、阻抗特性隨之發生變化，實現變壓器繞組變形故障的產生；當需要加重繞組變形故障程度時，可通過移動外部傳動裝置，進一步減小鐵芯與低壓繞組之間的距離，實現變壓器繞組變形的加重；當需要消除變壓器繞組變形故障時，通過移動外部傳動裝置，使可移動絕緣底座與鐵芯恢復到初始位置，變壓器繞組變形故障將消失。
[0007]所述的變壓器局放故障模擬具體是:在變壓器油箱的一側設置絕緣管，局放伸縮杆通過絕緣管伸入變壓器油箱內，局放伸縮杆伸入變壓器油箱內的那一端上裝有局放模型，移動局放伸縮杆，使局放模型逐漸靠近高壓側繞組，當局放模型與高壓側繞組的距離足夠接近時，局放模型將產生局部放電；當需要加重局放故障時，移動局放伸縮杆，使局放模型進一步靠近高壓側繞組，局放強度將逐漸增大，當局放模型進入高壓側繞組內部並接觸到高壓側繞組以後，其局放強度將達到最大值；當需要使局放故障消失時，移動局放伸縮杆，使局放模型逐漸遠離高壓側繞組，其局放強度將逐漸變小，最後消失。
[0008]本發明的有益效果:通過外部調節控制方法調節變壓器局放故障、繞組變形故障的產生、消失以及加重，準確模擬電力變壓器各類故障，避免故障模擬過程中更換故障模型的繁瑣，同時方便在升壓過程中調節控制各類故障的產生時間以及強度，準確而又高效。
[0009]通過該方法，可在升壓狀態下模擬出不同電壓下不同故障類型的變化特徵以及對電力變壓器絕緣性能的影響，通過這些變化特徵可得出大量變壓器故障特徵數據，為設備絕緣老化診斷提供更多更準確的試驗數據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為電力模擬變壓器主視圖 圖2為電力模擬變壓器俯視圖。
[0011]圖3為變壓器加壓狀態示意圖。
[0012]圖4為變壓器繞組變形故障模擬示意圖。
[0013]圖5為變壓器局放故障模擬示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0015]如圖1和圖2所示，油枕11放置於油箱10頂部，其內部與油箱10內部相連通；高壓側繞組I的高壓出口通過導線與高壓套管13相連接，高壓側繞組I的尾端通過導線與高壓尾套管15相連接；低壓側繞組3的低壓出口通過導線與低壓套管12相連接，低壓側繞組3的尾端通過導線與低壓尾套管14相連接；屏蔽層2通過導線與屏蔽層接地套管16相連接；鐵芯4通過導線與鐵芯接地套管17相連接；鐵芯夾件5通過導線與鐵芯夾件18接地套管相連接；絕緣支撐件6與固定絕緣底座9為一體設計，其作用是支撐固定高低壓繞組；可移動絕緣底座8放置於固定絕緣底座9上；外部傳動裝置7固定在可移動絕緣底座8上，可通過移動外部傳動裝置7來帶動可移動絕緣底座8與鐵芯4的移動；鐵芯4與低壓側繞組3之間有一定的預留空間，保證鐵芯4有一定的移動空間；局放伸縮杆21與絕緣管20固定連接並通過油箱外壁進入油箱10內，其前端為局放模型19。
[0016]當進行變壓器故障模擬試驗時，首先對模擬變壓器進行接地並且加壓，如圖3所示，將油箱的外殼、低壓尾套管、高壓尾套管、屏蔽層接地套管、鐵芯接地套管、鐵芯夾件接地套管進行可靠接地，然後將模擬變壓器進行升壓，對低壓套管進行加壓，通過變壓器自身感應，在高壓套管處將產生一個高壓。
[0017]如圖4所示，當需要產生變壓器繞組變形故障時，通過移動外部傳動裝置，帶動可移動絕緣底座與鐵芯移動，減小鐵芯與低壓繞組之間的最短距離，這樣使得鐵芯在繞組間的位置發生變化，變壓器繞組電容、阻抗等特性隨之發生變化，實現變壓器繞組變形故障的產生；當需要加重繞組變形故障程度時，可通過移動外部傳動裝置，來控制減小鐵芯與低壓繞組之間的距離，實現變壓器繞組變形的加重；當需要消除變壓器繞組變形故障時，通過移動外部傳動裝置，使可移動絕緣底座與鐵芯恢復到圖1所示位置，變壓器繞組變形故障將消失。通過該方法，可準確模擬變壓器繞組變形故障，並可控制繞組變形故障的產生、消失以及加重。
[0018]如圖5所示，當需要產生變壓器局放故障時，移動局放伸縮杆，使放置於局放伸縮杆前段的局放模型逐漸靠近高壓繞組，當局放模型與高壓繞組的距離足夠接近時，局放模型將產生局部放電，如圖5中B所示；當需要加重局放故障時，移動局放伸縮杆，使局放模型更加靠近高壓繞組，局放強度將逐漸增大，當局放模型進入I高壓繞組內部並接觸到高壓繞組以後，其局放強度將達到最大值，如圖5中A所示；當需要使局放故障消失時，移動局放伸縮杆，使局放模型逐漸遠離I高壓繞組，其局放強度將逐漸變小，最後消失，如圖5中C所示。通過該方法，可準確模擬變壓器局放故障，並可控制局放故障的產生、消失以及加重。
[0019]通過上述變壓器故障模擬方法，準確高效地實現了電力變壓器內部模擬故障的產生、消失以及加重；實現模擬不同故障在不同電壓下的變化特性以及對變壓器絕緣性能的影響，保證其故障模擬的全面性與有效性；試驗過程中，所有控制動作均在模擬電力變壓器體外操作，提高了試驗的安全性，並且可在升壓過程中在外部進行操作，使試驗更加方便快捷。
[0020]本方法同樣適用於其他不同種類不同電壓等級的電力變壓器內部故障模擬需求。
【權利要求】
1.一種用於電力變壓器故障模擬的方法，該方法中電力模擬變壓器包括高壓側繞組、屏蔽層、低壓側繞組、鐵芯、鐵芯夾件、變壓器油箱、油枕、低壓套管、高壓套管、低壓尾套管、高壓尾套管、屏蔽層接地套管、鐵芯接地套管和鐵芯夾件接地套管； 油枕放置於變壓器油箱頂部，油枕與變壓器油箱連通；高壓側繞組的高壓出口通過導線與高壓套管相連接，高壓側繞組的尾端通過導線與高壓尾套管相連接；低壓側繞組的低壓出口通過導線與低壓套管相連接，低壓側繞組的尾端通過導線與低壓尾套管相連接；屏蔽層通過導線與屏蔽層接地套管相連接；鐵芯通過導線與鐵芯接地套管相連接；鐵芯夾件通過導線與鐵芯夾件接地套管相連接；鐵芯與低壓側繞組之間有一定的預留空間，保證鐵芯有一定的移動空間； 其特徵在於該方法包括模擬變壓器升壓、變壓器繞組變形故障模擬和變壓器局放故障模擬； 所述的模擬變壓器升壓具體是:將變壓器油箱的外殼、低壓尾套管、高壓尾套管、屏蔽層接地套管、鐵芯接地套管、鐵芯夾件接地套管進行可靠接地，然後將模擬變壓器進行升壓，對低壓套管進行加壓，通過變壓器自身感應，在高壓套管處將產生一個高壓； 所述的變壓器繞組變形故障模擬具體是:將高壓側繞組和低壓側繞組固定在絕緣支撐件一端，絕緣支撐件另一端固定在固定絕緣底座上；可移動絕緣底座放置於固定絕緣底座上；外部傳動裝置固定在可移動絕緣底座上，通過移動外部傳動裝置來帶動可移動絕緣底座與鐵芯的移動，減小鐵芯與低壓繞組之間的最短距離，這樣使得鐵芯在繞組間的位置發生變化，變壓器繞組電容、阻抗特性隨之發生變化，實現變壓器繞組變形故障的產生；當需要加重繞組變形故障程度時，可通過移動外部傳動裝置，進一步減小鐵芯與低壓繞組之間的距離，實現變壓器繞組變形的加重；當需要消除變壓器繞組變形故障時，通過移動外部傳動裝置，使可移動絕緣底座與鐵芯恢復到初始位置，變壓器繞組變形故障將消失； 所述的變壓器局放故障模擬具體是:在變壓器油箱的一側設置絕緣管，局放伸縮杆通過絕緣管伸入變壓器油箱內，局放伸縮杆伸入變壓器油箱內的那一端上裝有局放模型，移動局放伸縮杆，使局放模型逐漸靠近高壓側繞組，當局放模型與高壓側繞組的距離足夠接近時，局放模型將產生局部放電；當需要加重局放故障時，移動局放伸縮杆，使局放模型進一步靠近高壓側繞組，局放強度將逐漸增大，當局放模型進入高壓側繞組內部並接觸到高壓側繞組以後，其局放強度將達到最大值；當需要使局放故障消失時，移動局放伸縮杆，使局放模型逐漸遠離高壓側繞組，其局放強度將逐漸變小，最後消失。
【文檔編號】G01R31/00GK103592546SQ201310594906
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】胡維興 申請人:杭州西湖電子研究所