变压器油纸绝缘测试系统技术方案

本发明专利技术公开一种变压器油纸绝缘测试系统，包括至少一个试验油箱，以及与所述试验油箱连接的控制测量装置；所述试验油箱包括筒状箱体，所述箱体中充设有变压器油；所述箱体一端设置有箱体端盖，其另一端设置有箱体底板；所述箱体中设置有与交流电源连接的电极杯，直流电源模块，变压器，气体输送装置，以及加热器；所述电极杯、直流电源模块、变压器、气体输送装置以及加热器均与控制测量装置连接。模拟实际电源变压器的有氧、温度、电场、金属、绝缘材料等工作环境，特别是高压直流电场环境，能在线连续对变压器油介质损耗因数进行测量，整个试验过程自动化程度高，测量过程能实现自动测量和数据自动采集，试验数据很准确。

【技术实现步骤摘要】
变压器油纸绝缘测试系统
本专利技术涉及电力行业变压器维护
，特别涉及一种变压器油纸绝缘测试系统。
技术介绍
在电网输送技术与工程中，电力变压器和换流变压器是交流和直流输电系统的核心设备，其运行状态直接影响系统的安全稳定。变压器的安全可靠性主要取决于其绝缘性能，换流变压器与电力变压器都是采用油纸绝缘结构，都要承受交流电压、雷电冲击电压和操作过电压的作用，且换流变压器阀侧绕组还承受直流、直流叠加交流和极性反转电压的作用，因此作为电力变压器和换流变压器中主要绝缘材料的变压器油，除了要求具备较好的电气性能外，还应具备较好的交流或直流电场下的氧化安定性。我国早期为了考察国产变压器油工业应用的可行性，首次设计制造了变压器油台架试验装置，该试验装置由控制柜和试验台两部分组成，该设备为交流电场条件下评定变压器油抗氧化安定性的台架试验，在超高压变压器油研制过程中发挥了重要作用，但是，就目前发展状况而言存在以下不足：①只能在交流电场下评定变压器油的抗氧化性能，不能在直流电场下评定；②电场强度固定不能调整且电场强度较小；③通入的氧气无分配管，导致氧气在试验油样中分布不均匀，不能实现全部试验油样的均匀氧化；④将氧化后变压器油的酸值达到规定指标时所需时间作为“氧化寿命”，与变压器油作为绝缘用油的运行工况不符，采用该项目不科学、不能直接体现变压器油绝缘性能的下降趋势和程度；⑤受当时技术水平限制，自控水平低，测量过程不能实现自动测量和数据自动采集。
技术实现思路
基于此，针对上述无法在直流电场环境下进行连续自动化测量、以及油样中气体分配不均和电场强度无法调节的问题，本专利技术提出一种变压器油纸绝缘测试系统。其技术方案如下：一种变压器油纸绝缘测试系统，包括至少一个试验油箱，以及与所述试验油箱连接的控制测量装置；所述试验油箱包括筒状箱体，所述箱体中充设有变压器油；所述箱体一端设置有箱体端盖，其另一端设置有箱体底板；所述箱体中设置有与交流电源连接的电极杯，所述电极杯固定于箱体端盖；所述箱体中设置有直流电源模块，所述直流电源模块与交流电源连接；所述直流电源模块包括筒体，分别设置于所述筒体两端的上压盖和下压盖，以及设置于所述筒体中的多个硅堆二极管；所述箱体中设置有变压器，所述变压器与交流电源连接，所述变压器还连接有电容器；所述箱体中设置有高压直流电场发生器，所述高压直流电场发生器与变压器和直流电源模块连接；所述箱体中设置有与气源连接的气体输送装置，包括设置在箱体底板上的环形气体均布管，与所述环形气体均布管连接的进气管，所述进气管固定于所述箱体端盖并与气源连接，所述环形气体均布管上设置有气体孔；还包括与箱体接触设置的加热器，该加热器设置在箱体底板下或设置在箱体中；所述电极杯、直流电源模块、变压器、气体输送装置以及加热器均与控制测量装置连接。通过在变压器油中设置裸露的、有载荷的特殊性能参数的变压器，使变压器油与变压器充分接触，在模拟变压器油实际工作中存在的有氧、温度、电场、金属、绝缘材料的应用环境基础上，通过技术手段强化试验条件，使变压器油纸加速氧化反应而快速劣化，来模拟现场变压器设备的工作状态，通过连续地周期测量和记录每个油样的介质损耗因数性能评定方法而进行的实验分析。控制测量装置控制位于试验油箱内的变压器工作于有载状态，实现低压电场。变压器是按大型油浸式电源变压器的工艺要求，采用冷轧硅钢片和绝缘材料制作的单相变压器，实现试验油箱内金属、绝缘材料环境的建立；通过控制试验油箱内的直流电源模块实现直流电场环境；通过控制试验油箱内的环形气体均布管，实现氧气在试验油箱内的均匀分布，即建立均匀的有氧环境；通过控制与试验油箱接触的加热器，实现试验油箱内试验环境温度的控制；控制测量装置通过控制电桥连续不断地采集位于试验油箱内的电极杯的信号，实现对每个老化油样的介质损耗因数的测量、存档。下面对其进一步技术方案进行说明：优选的是，所述下压盖上穿设有连接入线，所述连接入线一端与交流电源连接且另一端与多个硅堆二极管的正极并联；所述筒体中设置有电容，所述电容一端与多个硅堆二极管的负极连接；所述电容另一端连接有连接出线，所述连接出线穿过上压盖与高压直流电场发生器连接；所述筒体内部封装有绝缘体，所述绝缘体将多个硅堆二极管和电容隔离。由高压硅堆、电容器及外绝缘体构成的直流电源模块为油箱提供直流电场环境，高压硅堆并联与电容器形成半桥式整流滤波电路，把输入的交流信号整流滤波为直流信号。优选的是，所述高压直流电场发生器包括高压外电极和高压内电极，所述高压内电极套设于高压外电极中，所述高压外电极与变压器连接，所述高压内电极与所述连接出线连接；所述高压外电极和高压内电极间充设变压器油。通过直流电源模块产生的高压直流电，经过该高压直流电场发生器，在变压器油中产生高压直流电场，以模拟高压直流电场环境。优选的是，所述电极杯包括内电极和外电极，所述内电极套设于所述外电极中，所述内电极和外电极之间形成有容纳变压器油的过电缝隙；所述外电极一端设置有绝缘压盖，所述绝缘压盖上设置有进油口，所述外电极的另一端设置有出油口，所述过电缝隙与所述进油口和出油口连通；所述内电极一端设置有内电极伸出部，所述内电极伸出部中设置有突出的信号传导端头；所述绝缘压盖上设置有信号接头，所述信号接头与信号传导端头连接。对外电极施加交流信号，内电极通过信号传导端头输出测量信号，即通过测量内电极的交流信号与标准信号的相位之差，计算得出内外电极间不同物质的有功功率与无功功率的比值，即可得出变压器油介质损耗因数。而且，变压器油不断地在过电缝隙中流动，可以连续不断地实现测量过程。优选的是，所述外电极内部设置有内套，所述内套与所述内电极和绝缘压盖连接，所述进油口穿过所述内套；所述外电极和内套之间设置有外电极绝缘套，所述外电极绝缘套与所述绝缘压盖的端面抵接；所述内套与内电极之间设置有内电极定位套，所述内电极伸出部穿过所述内电极定位套。通过各种绝缘的电极定位套对电极杯进行良好的绝缘密封，使测量过程顺利准确，同时也对外界信号进行隔离，避免外界信号的干扰，使输出结果准确可靠。优选的是，所述变压器包括信号输入接头和信号输出接头，所述箱体端盖上设置有变压器输入接头和变压器输出接头，所述信号输入接头与变压器输入接头连接，所述变压器输出接头与信号输出接头连接，且所述变压器输入接头与交流电源连接，变压器输出接头与电容器连接。对变压器输入交流信号，模拟变压器的实际使用状态，使试验更准确可靠。优选的是，所述箱体中设置有与箱体端盖连接的矩形框体，所述变压器安装于所述矩形框体内；所述矩形框体具有相对的承载端和压紧端，所述承载端设置有两块承载板，所述压紧端设置有两块与箱体端盖连接的压紧板，所述变压器安装在所述承载板和压紧板之间。利用矩形框体结构对变压器进行安装定位，方便进行试验。优选的是，所述控制装置包括主控设备，与所述主控设备连接的PLC控制器；分别与所述PLC控制器连接的调压器、质量流量控制器、加热器、液位控制器、介质损耗因数测量电桥控制器；与所述调压器连接的高压交流发生器，与所述质量流量控制器连接的流量传感器，与所述盘式加热器连接的温度传感器，与所述液位控制器连接的液位传感器，与所述介质损耗因素测量电桥控制器连接的介质损耗因数测量电桥。利用各种控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器油纸绝缘测试系统，其特征在于，包括至少一个试验油箱，以及与所述试验油箱连接的控制测量装置；所述试验油箱包括筒状箱体，所述箱体中充设有变压器油；所述箱体一端设置有箱体端盖，其另一端设置有箱体底板；所述箱体中设置有与交流电源连接的电极杯，所述电极杯固定于箱体端盖；所述箱体中设置有直流电源模块，所述直流电源模块与交流电源连接；所述箱体中设置有变压器，所述变压器与交流电源连接，所述变压器还连接有电容器；所述箱体中设置有高压直流电场发生器，所述高压直流电场发生器与变压器和直流电源模块连接；所述箱体中设置有与气源连接的气体输送装置，包括设置在箱体底板上的环形气体均布管，与所述环形气体均布管连接的进气管，所述进气管固定于所述箱体端盖并与气源连接，所述环形气体均布管上设置有气体孔；还包括与箱体接触设置的加热器，该加热器设置在箱体底板下或设置在箱体中；所述电极杯、直流电源模块、变压器、气体输送装置以及加热器均与控制测量装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种变压器油纸绝缘测试系统，其特征在于，包括至少一个试验油箱，以及与所述试验油箱连接的控制测量装置；所述试验油箱包括筒状箱体，所述箱体中充设有变压器油；所述箱体一端设置有箱体端盖，其另一端设置有箱体底板；所述箱体中设置有与交流电源连接的电极杯，所述电极杯固定于箱体端盖；所述箱体中设置有直流电源模块，所述直流电源模块与交流电源连接；所述直流电源模块包括筒体，分别设置于所述筒体两端的上压盖和下压盖，以及设置于所述筒体中的多个硅堆二极管；所述下压盖上穿设有连接入线，所述连接入线一端与交流电源连接且另一端与多个硅堆二极管的正极并联；所述筒体中设置有电容，所述电容一端与多个硅堆二极管的负极连接；所述电容另一端连接有连接出线，所述连接出线穿过上压盖与高压直流电场发生器连接；所述筒体内部封装有绝缘体，所述绝缘体将多个硅堆二极管和电容隔离；所述箱体中设置有变压器，所述变压器与交流电源连接，所述变压器还连接有电容器；所述箱体中设置有高压直流电场发生器，所述高压直流电场发生器与变压器和直流电源模块连接；所述箱体中设置有与气源连接的气体输送装置，包括设置在箱体底板上的环形气体均布管，与所述环形气体均布管连接的进气管，所述进气管固定于所述箱体端盖并与气源连接，所述环形气体均布管上设置有气体孔；还包括与箱体接触设置的加热器，该加热器设置在箱体底板下或设置在箱体中；所述电极杯、直流电源模块、变压器、气体输送装置以及加热器均与控制测量装置连接。2.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘测试系统，其特征在于，所述高压直流电场发生器包括高压外电极和高压内电极，所述高压内电极套设于高压外电极中，所述高压外电极与变压器连接，所述高压内电极与所述连接出线连接；所述高压外电极和高压内电极间充设变压器油。3.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘测试系统，其特征在于，所述电极杯包括内电极和外电极，所述内电极套设于所述外电极中，所述内电极和外电极之间形成有容纳变压器油的过电缝隙；所述外电极一端设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，张广震，钱艺华，苏伟，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44