实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统，实验系统包括高压绕组、低压绕组、绕组主绝缘、高压侧直流电源模块、低压侧直流电源模块、实验箱、温度传感器、温度采集模块以及计算机。本发明专利技术使用温度传感器测量绕组主绝缘各部分的温度，并由温度采集模块采集温度数据上传至计算机。本发明专利技术能够研究在实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度分布，有助于研究绕组主绝缘在实际运行工况下的热老化情况，以便进一步了解变压器内部的绝缘状态。

Test system for temperature gradient of main winding of transformer winding under actual load loss

The invention relates to a test system under actual load loss of transformer winding insulation temperature gradient, the experimental system includes a high-voltage winding and a low-voltage winding and the main winding insulation, DC high voltage side modules, DC power supply low voltage side modules, experimental box, temperature sensor, temperature acquisition module and computer. The invention uses a temperature sensor to measure the temperature of each part of the main insulation of the winding, and the temperature acquisition data is collected by the temperature acquisition module to be uploaded to the computer. The invention can study in the actual load loss of transformer windings under the main insulation temperature gradient distribution, is helpful to the study of the main winding insulation in the actual operating conditions of thermal aging, in order to understand the insulation condition of transformer further.

【技术实现步骤摘要】
实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统
本专利技术属于油浸式变压器绝缘状态诊断领域，具体涉及一种实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统。
技术介绍
随着现代电力工业的发展，大型油浸式电力变压器在整个电网系统中扮演的角色也愈发重要。特别是对于大容量电力变压器，其电气绝缘强度的好坏往往决定着一台变压器能否投入电网并且安全可靠地运行。变压器内部任何结构如绕组、引线的绝缘若有损伤，就可能引起整台变压器的损坏，甚至影响到电网的安全稳定运行。因此，研究变压器内部绝缘结构，尤其是绕组主绝缘的温度梯度分布，对确定绝缘破坏程度，维护变压器健康稳定运行具有重要的现实意义。变压器实际运行时，铁芯及绕组等部件作为发热源影响着内部油流循坏，但同时也造成了内部绝缘不同程度的老化。为了进一步研究绝缘材料的热老化效应，尤其是绕组层间绝缘的老化程度，有必要搭建一个实际的测试系统来研究负载作用下的绝缘老化状况。然而目前，国内外鲜有研究论述变压器绕组主绝缘在实际运行负载下(特别是考虑绕组附加损耗的作用下)的温度梯度分布，即在绕组不均匀损耗情况下的温度分布。综上所述，为了更明确绕组层间绝缘的热老化，急需搭建一种在实际负载损耗作用下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试装置系统。
技术实现思路
鉴于现有技术的以上不足，本专利技术的目的是提供一种能够更为准确地模拟实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统，其具体手段为：一种实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统，用于研究变压器绕组主绝缘在实际运行负载下的温度梯度分布，其特征在于，主要由高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)、高压侧直流电源模块(4)、低压侧直流电源模块(5)、温度采集模块(6)、实验箱(7)、温度传感器(8)以及计算机(9)组成，其中：所述的高压绕组(1)、所述的低压绕组(2)绕组主绝缘(3)温度传感器(8)以及在实验箱(7)内部；所述的高压绕组(1)、所述的绕组主绝缘(3)和所述的低压绕组(2)由外向内呈同心圆柱面分布；所述的高压侧直流电源模块(4)与所述的高压绕组(1)相连，所述的低压侧直流电源模块(5)与所述的低压绕组(2)相连；所述的绕组主绝缘(3)位于所述的高压侧直流电源模块(4)与所述的低压侧直流电源模块(5)之间；所述的温度传感器(8)采用高温绝缘胶依次固定在绕组主绝缘外表面自底部至顶部10％、50％和90％处；所述的温度采集模块(6)与所述的温度传感器(8)相连，用于记录绕组层间绝缘的实时温度；所述的计算机(9)分别与所述的温度采集模块(6)相连，用于后期数据处理。进一步，所述的高压绕组(1)分为n段，n由表达式决定，若n为小数，则向上取整；所述的高压绕组(1)自顶向下，每段由6层线饼(11)构成，若高压绕组(1)最后一段不足6层，便以实际层数构建；每段绕组之间没有电气连接。进一步，所述的低压绕组(2)分为m段，m由表达式决定，若m为小数，则向上取整；所述的低压绕组(2)自顶向下，每段由6层线饼(11)构成，若低压绕组(2)最后一段不足6层，便以实际层数构建；每段绕组之间没有电气连接。进一步，所述的高压侧直流电源模块(4)由n个直流电源构成，n由表达式决定，若n为小数，则向上取整；每个高压侧直流电源只与一段高压绕组相连，自顶向下编号为i＝1，2，…n-1，n；每个高压侧直流电源的输出功率PH0为高压绕组直流电阻总损耗。进一步，所述的低压侧直流电源模块(5)由m个直流电源构成，m由表达式决定，若m为小数，则向上取整；每个低压侧直流电源只与一段低压绕组相连，自顶向下编号为j＝1，2，…m-1，m；每个低压侧直流电源的输出功率PL0为低压绕组直流电阻总损耗。进一步，所述的绕组主绝缘(3)自高压绕组(1)内侧至低压绕组(2)外侧共k层，在主绝缘外表面自底部至顶部10％、50％和90％处安装温度传感器(8)，安装位置编号依次为1、2、3，故传感器所测温度Tab(其中a为安装位置编号，b为主绝缘层数，共k层)可表示为：由以上技术方案可知，本专利技术提供了一种实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统，高压侧直流电源模块(4)控制每段高压绕组(1)的损耗，低压侧直流电源模块(5)控制每段低压绕组(2)的损耗，温度传感器(8)测量绕组主绝缘(3)指定处的实时温度。因此，该实验装置可以控制各直流电源的输出功率来模拟变压器绕组的非均匀损耗，同时确定绕组层间绝缘的温度梯度分布，进一步提高绝缘老化监测的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：图1为本专利技术提供的一种实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统简化剖面图；图2为10kV电力变压器绕组主绝缘及温度传感器布置示意图。其中，1-高压绕组，2-低压绕组，3-绕组主绝缘，4-高压侧直流电源模块，5-低压侧直流电源模块，6-温度采集模块，7-实验箱，8-温度传感器，9-计算机；301-第一层绝缘筒、302-第二层绝缘筒、303-第三层绝缘筒；801-T11温度传感器、802-T12温度传感器、803-T13温度传感器、804-T21温度传感器、805-T22温度传感器、806-T23温度传感器、807-T31温度传感器、808-T32温度传感器、809-T33温度传感器。具体实施方式本专利技术提供了一种实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统，用于研究变压器绕组主绝缘在实际运行负载下的温度梯度分布，实验装置主要由高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)、高压侧直流电源模块(4)、低压侧直流电源模块(5)、温度采集模块(6)、实验箱(7)、温度传感器(8)以及计算机(9)组成；所述的高压侧直流电源模块(4)与所述的高压绕组(1)相连，所述的低压侧直流电源模块(5)与所述的低压绕组(2)相连；所述的绕组主绝缘(3)位于所述的高压绕组(1)与所述的低压绕组(2)之间；所述的温度传感器(8)采用高温绝缘胶依次固定在绕组主绝缘外表面自底部至顶部10％、50％和90％处；所述的温度采集模块(6)与所述的温度传感器(8)相连，用于记录绕组层间绝缘的实时温度；所述的计算机(9)分别与所述的温度采集模块(6)相连，用于后期数据处理。本专利技术的工作原理：所述的高压绕组(1)分为n段，n由表达式决定，若n为小数，则向上取整；所述的高压绕组(1)自顶向下，每段由6层线饼(11)构成，若高压绕组(1)最后一段不足6层，便以实际层数构建；每段绕组之间没有电气连接；所述的低压绕组(2)分为m段，m由表达式决定，若m为小数，则向上取整；所述的低压绕组(2)自顶向下，每段由6层线饼(11)构成，若低压绕组(2)最后一段不足6层，便以实际层数构建；每段绕组之间没有电气连接；所述的高压侧直流电源模块(4)由n个直流电源构成，n由表达式决定，若n为小数，则向上取整；每个高压侧直流电源只与一段高压绕组相连，自顶向下编号为i＝1，2，…n-1，n；每个高压侧直流电源的输出功率PH0为高压绕组直流电阻总损耗；所述的低压侧直流电源模块(5)由m个直流电源构成，m由表达式决定，若m为小数，则向上取整；每个低压侧直流电源只与一段低压绕组相连，自顶向下编号为j＝1，2，…m-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统，用于研究变压器绕组主绝缘在实际运行负载下的温度梯度分布，其特征在于，主要由高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)、高压侧直流电源模块(4)、低压侧直流电源模块(5)、温度采集模块(6)、实验箱(7)、温度传感器(8)以及计算机(9)组成，其中：高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)以及温度传感器(8)设置在实验箱(7)内部；高压绕组(1)、绕组主绝缘(3)和低压绕组(2)由外向内呈同心圆柱面分布；高压侧直流电源模块(4)与高压绕组(1)相连；低压侧直流电源模块(5)与低压绕组(2)相连；绕组主绝缘(3)位于高压绕组(1)、低压绕组(2)之间；温度传感器(8)采用高温绝缘胶依次固定在绕组主绝缘外表面自底部至顶部10％、50％和90％处；温度采集模块(6)与温度传感器(8)相连，用于记录绕组层间绝缘的实时温度；计算机(9)分别与温度采集模块(6)相连，用于后期数据处理。

【技术特征摘要】
1.一种实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统，用于研究变压器绕组主绝缘在实际运行负载下的温度梯度分布，其特征在于，主要由高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)、高压侧直流电源模块(4)、低压侧直流电源模块(5)、温度采集模块(6)、实验箱(7)、温度传感器(8)以及计算机(9)组成，其中：高压绕组(1)、低压绕组(2)、绕组主绝缘(3)以及温度传感器(8)设置在实验箱(7)内部；高压绕组(1)、绕组主绝缘(3)和低压绕组(2)由外向内呈同心圆柱面分布；高压侧直流电源模块(4)与高压绕组(1)相连；低压侧直流电源模块(5)与低压绕组(2)相连；绕组主绝缘(3)位于高压绕组(1)、低压绕组(2)之间；温度传感器(8)采用高温绝缘胶依次固定在绕组主绝缘外表面自底部至顶部10％、50％和90％处；温度采集模块(6)与温度传感器(8)相连，用于记录绕组层间绝缘的实时温度；计算机(9)分别与温度采集模块(6)相连，用于后期数据处理。2.如权利要求1所述的实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温度梯度的测试系统，其特征在于，所述的高压绕组(1)分为n段，n由表达式决定，若n为小数，则向上取整；所述的高压绕组(1)自顶向下，每段由6层线饼(11)构成，若高压绕组(1)最后一段不足6层，便以实际层数构建；每段绕组之间没有电气连接。3.如权利要求1所述的实际负载损耗下变压器绕组主绝缘温...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡君懿，周利军，唐浩龙，何健，王朋成，郭蕾，梅诚，徐晗，王路伽，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51