一種變壓器故障模擬裝置製造方法
2023-09-21 17:02:25
一種變壓器故障模擬裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開提供了一種變壓器故障模擬裝置，包括：三個變壓器。其中，第一變壓器包括多個高壓繞組套管，並且多個高壓繞組套管的接線端分別連接高壓繞組線圈的不同位置。第二變壓器的上下部絕緣線圈和鐵芯之間設置有用於調節高壓繞組的高度的緊固螺栓，且高壓繞組和低壓繞組之間設置有用於使高壓繞組向外凸起，低壓繞組向內凹陷的撐條。第三變壓器作為模擬繞組翹曲故障的變壓器。三個變壓器相互獨立，可以同時模擬繞組的短路、位移、翹曲和鼓包等較為複雜的故障。
【專利說明】一種變壓器故障模擬裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及變壓器檢測領域，更具體的說是涉及一種變壓器故障模擬裝置。
【背景技術】
[0002]進入21世紀以來，伴隨著經濟的極大發展，國民生活水平也達到了一個全新的高度，相應的人們對各種用電設備的需求也越來越高，這就促使電力系統要加快自身的建設。
[0003]在電力系統中，變壓器是昂貴且重要的設備之一。隨著電壓等級的不斷提高，變壓器出現故障的概率越來越高，而一旦故障發生，將會導致一個地區大面積、長時間停電，造成經濟的重大損失和生活的極大不便。近年有關統計表明，全國I1kV及以上變壓器由繞組引發的事故佔總事故臺次的71.1 %，如將變壓器所發生的事故按損壞部位分類，繞組所引發的事故居第I位。從解體檢查情況看，絕大部分是由短路強度不夠而引起的繞組變形。正常情況下，變壓器的電磁應力不大，但當發生短路故障，特別是近區短路故障時(通常包括變壓器出口短路、內部引線短路和相間短路或繞組對地短路三種故障)，變壓器的低壓側將出現很大的短路電流，由短路電流所產生的巨大應力(較正常情況下增加上千倍)將作用於變壓器繞組上，此時，如果用來繞制繞組的線材出現機械強度不夠(如使用鋁線材)，或固定不牢、亦或線材絕緣已經發生熱劣化的情況，繞組就可能會發生變形。因此為了及時發現變壓器的事故隱患、避免突發事故、提高變壓器運行可靠性，開展變壓器繞組故障診斷的研究具有十分重要的意義。
[0004]為了在試驗室內能順利的模擬繞組各種變形故障，對變壓器繞組故障診斷進行較為全面的研究，急需一種特殊的變壓器故障模擬裝置。目前變壓器故障模型裝置並不能模擬較為複雜的繞組故障，比如:繞組的短路、位移、翹曲和鼓包。
實用新型內容
[0005]有鑑於此，本實用新型提供一種變壓器故障模擬裝置，以模擬變壓器中複雜的繞組故障。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]—種變壓器故障模擬裝置，包括:三個相互獨立的變壓器，第一變壓器包括多個高壓繞組套管，所述多個高壓繞組套管的接線端分別連接高壓繞組線圈的不同位置；
[0008]第二變壓器的高低壓繞組的上下部絕緣端圈相互獨立，且高壓繞組的上下部絕緣端圈和鐵芯之間設置有用於調節高壓繞組的高度的緊固螺栓；
[0009]第二變壓器的高壓繞組和低壓繞組之間設置有用於使高壓繞組向外凸起，低壓繞組向內凹陷的撐條；
[0010]第三變壓器的高壓繞組在軸向壓力的作用下，形成翹曲狀態。
[0011]優選的，所述第一變壓器包括5個高壓繞組套管；
[0012]其中，第一高壓繞組套管的接線端與高壓繞組的首匝線圈相連；
[0013]第二高壓繞組套管的接線端與高壓繞組第1274匝線圈的末端相連；
[0014]第三高壓饒組套管的接線端與高壓繞組第1338匝線圈的末端相連；
[0015]第四高壓繞組套管的接線端與高壓繞組第1402匝線圈的末端相連；
[0016]第五高壓繞組套管的接線端與高壓繞組第1466匝線圈的末端相連。
[0017]優選的，所述高壓繞組套管為環氧樹脂材料製作的電容式套管。
[0018]優選的，所述第一變壓器、第二變壓器和所述第三變壓器還包括:第一低壓繞組套管和第二低壓繞組套管；
[0019]所述第一低壓繞組套管與低壓繞組的首端相連；
[0020]所述第二低壓繞組套管與低壓繞組的末端相連。
[0021]優選的，所述第一變壓器、所述第一變壓器和所述第三變壓器的高壓繞組為多層滾筒式。
[0022]優選的，所述第一變壓器、所述第二變壓器和所述第三變壓器的低壓繞組為連續式。
[0023]優選的，所述第一變壓器、所述第二變壓器和所述第三變壓器從低壓繞組至高壓繞組依次包括:高壓繞組、低壓繞組外撐條、第一圍屏、第一撐條、第二圍屏、第二撐條、裝配間隙、高壓組絕緣筒以及高壓繞組。
[0024]優選的，所述第一變壓器、所述第二變壓器和所述第三變壓器均包括油箱。
[0025]優選的，所述油箱的頂端和側壁的底部分別設置有取油口。
[0026]優選的，所述第一高壓繞組套管位於變壓器的頂端；
[0027]所述第二高壓繞組套管、所述第三高壓繞組套管、所述第四高壓繞組套管和所述第五高壓繞組套管位於變壓器的側面。
[0028]經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本實用新型公開提供了一種變壓器故障模擬裝置，包括:三個變壓器。其中，第一變壓器包括多個高壓繞組套管，並且多個高壓繞組套管的接線端分別連接高壓繞組線圈的不同位置。這樣通過在第一變壓器的多個高壓繞組套管之間串並聯導線、電感、電阻和電容，實現變壓器短路和位移故障的模擬。第二變壓器的上下部絕緣線圈和鐵芯之間設置有用於調節高壓繞組的高度的緊固螺栓，且高壓繞組和低壓繞組之間設置有用於使高壓繞組向外凸起，低壓繞組向內凹陷的撐條，從而用於模擬高低壓繞組軸向位移和鼓包故障。第三變壓器作為模擬繞組翹曲故障的變壓器。由以上可知，三個變壓器相互獨立，可以同時模擬繞組的短路、位移、翹曲和鼓包等較為複雜的故障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中三個變壓器的外部結構正視圖；
[0031]圖2為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中三個變壓器的外部結構俯視圖；
[0032]圖3為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中上下絕緣端圈的結構示意圖；
[0033]圖4為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中三個變壓器內部結構示意圖；
[0034]圖5為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中變壓器高壓繞組及其套管引線結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0036]參見圖1?圖5，圖1為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中三個變壓器的外部結構正視圖；圖2為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中三個變壓器的外部結構俯視圖；圖3為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中上下絕緣端圈的結構示意圖；圖4為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中三個變壓器內部結構示意圖；圖5為本實用新型一種變壓器繞組故障模擬裝置中變壓器高壓繞組及其套管引線結構示意圖。
[0037]本實用新型所述的變壓器繞組變故障模擬裝置包括第一變壓器、第二變壓器和第三變壓器，三臺單相試驗變壓器。
[0038]其中，第一變壓器由油箱1、套管2_8(套管2-8包括:5個高壓繞組套管和2個低壓繞組套管)、取油口 10-11、高壓繞組12和低壓繞組13組成，其中油箱I為全封閉的立方體，內部封裝變壓器油，變壓器銘牌9位於油箱側面，一個取油口 11在油箱I頂端右側，另一個取油口 10固定在油箱I側壁的底端。
[0039]第一變壓器的高壓繞組12的首端出線端由第一高壓繞組套管2引出，位於第一變壓器的頂部；高壓繞組12的末端出線端位於第一變壓器的側邊，由另外4個高壓繞組套管引出。其中，第二高壓繞組套管3的接線端與高壓繞組12的第1274匝線圈的末端相連；第三高壓饒組套管6的接線端與高壓繞組12的第1338匝線圈的末端相連；第四高壓繞組套管4的接線端與高壓繞組12的第1402匝線圈的末端相連；第五高壓繞組套管5的接線端與高壓繞組12的第1466匝線圈的末端相連。
[0040]低壓繞組13的首端和末端的出線端位於第一變壓器的頂部的另一側，分別由第一低壓繞組套管8和第二低壓繞組套管7引出，該兩套管7、8主要用於固定低壓繞組13。
[0041]可選的，低壓繞組13為連續式，高壓繞組12為多層圓筒式，並且上述套管2-8均為採用環氧樹脂材料製作而成的電容式套管。
[0042]需要說明的是，第一變壓器的高壓繞組12和低壓繞組13之間主絕緣距離為53.5mm,由一道10_厚的低壓繞組13外撐條14，兩道2_厚度圍屏(第一圍屏15和第二圍屏16)，兩道18_厚撐條(第一撐條17和第二撐條18)，一道2_厚高壓繞組絕緣筒20及1.5mm的裝配間隙19構成。
[0043]可以理解的是，通過在第一變壓器的5個高壓繞組套管2-6之間串並聯導線、電感、電阻和電容，可以用來模擬不同程度和不同位置的短路故障和位移故障。比如:套管3與套管6之間通過導線短路與套管4和套管5之間短路的故障程度相同，都為短路64匝繞組，但其故障位置並不相同，如套管3與套管4之間短路，則表示高壓繞組12內部短路128匝，短路程度要比套管3與套管6之間短路嚴重。且模擬位移故障時，如套管3與套管6之間連接不同量級的電容，便可方便的模擬不同位移程度的變形故障。
[0044]第二變壓器與第一變壓器結構基本相同，不同之處在於第二變壓器的高壓繞組12和低壓繞組13的上部絕緣端圈21與下部絕緣端圈24相互獨立，其中高壓繞組12的上部絕緣端圈21、下部絕緣端圈24與鐵心23之間使用緊固螺栓22和緊固螺栓28壓緊，通過控制緊固螺栓22和28即可控制高壓繞組12和低壓繞組13的相對位置，從而實現繞組的徑向位移的模擬。進一步，在第二變壓器裝配完成後抽取靠近高壓繞組12那道18_撐條18,在原撐條18位置處加墊2mm紙板之後打入厚25mm撐條,從而使得高壓繞組12向外凸起，低壓繞組13向內凹陷，實現全繞組的鼓包故障模擬。
[0045]第三變壓器高壓繞組12的繞制完成後對其出頭範圍處軸向施加一定的壓力，使繞組變形形成翹曲，從而實現繞組的翹曲模擬。
[0046]本實用新型所公開的三個變壓器之間互不影響，並不會因為第二變壓器上有故障，就影響第一變壓器的測試結果。將故障直接固定於變壓器內部，可以保證相同試驗條件下能夠定量的研究變壓器繞組變形故障的特點，同時不會破壞繞組的內部結構使其具有測試重複性。
[0047]最後，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0048]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0049]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種變壓器故障模擬裝置，包括:三個相互獨立的變壓器，其特徵在於，第一變壓器包括多個高壓繞組套管，所述多個高壓繞組套管的接線端分別連接高壓繞組線圈的不同位置； 第二變壓器的高低壓繞組的上下部絕緣端圈相互獨立，且高壓繞組的上下部絕緣端圈和鐵芯之間設置有用於調節高壓繞組的高度的緊固螺栓； 第二變壓器的高壓繞組和低壓繞組之間設置有用於使高壓繞組向外凸起，低壓繞組向內凹陷的撐條； 第三變壓器的高壓繞組在軸向壓力的作用下，形成翹曲狀態。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第一變壓器包括5個高壓繞組套管； 其中，第一高壓繞組套管的接線端與高壓繞組的首匝線圈相連； 第二高壓繞組套管的接線端與高壓繞組第1274匝線圈的末端相連； 第三高壓饒組套管的接線端與高壓繞組第1338匝線圈的末端相連； 第四高壓繞組套管的接線端與高壓繞組第1402匝線圈的末端相連； 第五高壓繞組套管的接線端與高壓繞組第1466匝線圈的末端相連。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述高壓繞組套管為環氧樹脂材料製作的電容式套管。
4.根據權利要求1、2或3所述的裝置，其特徵在於，所述第一變壓器、第二變壓器和所述第三變壓器還包括:第一低壓繞組套管和第二低壓繞組套管； 所述第一低壓繞組套管與低壓繞組的首端相連； 所述第二低壓繞組套管與低壓繞組的末端相連。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第一變壓器、所述第一變壓器和所述第三變壓器的高壓繞組為多層滾筒式。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第一變壓器、所述第二變壓器和所述第三變壓器的低壓繞組為連續式。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第一變壓器、所述第二變壓器和所述第三變壓器從低壓繞組至高壓繞組依次包括:高壓繞組、低壓繞組外撐條、第一圍屏、第一撐條、第二圍屏、第二撐條、裝配間隙、高壓組絕緣筒以及高壓繞組。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第一變壓器、所述第二變壓器和所述第三變壓器均包括油箱。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述油箱的頂端和側壁的底部分別設置有取油口。
10.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述第一高壓繞組套管位於變壓器的頂端; 所述第二高壓繞組套管、所述第三高壓繞組套管、所述第四高壓繞組套管和所述第五高壓繞組套管位於變壓器的側面。
【文檔編號】H01F27/28GK204028238SQ201420164658
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】邱煒, 孫翔, 何文林, 董雪松, 劉勇, 楊帆, 張凡 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司電力科學研究院