一种研究变压器绕组温度分布的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于变压器技术领域，尤其涉及一种研究变压器绕组温度分布的实验装置。本发明专利技术提供了一种研究变压器绕组温度分布的实验装置，包括：第一油箱、第二油箱、油流管道、绕组模型、加热筒、油流加热器、阀门和温度传感器；所述第一油箱和所述第二油箱通过所述油流管道连接；所述绕组模型设置于所述第二油箱中，所述加热筒用于模拟绕组的工作发热；所述油流加热器用于控制所述油流管道的油温，所述油流管道的油温与所述绕组模型的入口处的油温相同；所述阀门设置于所述油流管道上；所述温度传感器的数量为两个或两个以上，所述温度传感器分布于所述绕组模型。本发明专利技术可改变加热筒的发热模拟不同的导体发热率，研究导体发热率对绕组温度分布的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种研究变压器绕组温度分布的实验装置
本专利技术属于变压器
，尤其涉及一种研究变压器绕组温度分布的实验装置。
技术介绍
电力变压器是电力系统中的重要设备，其运行状态对电力系统的安全性和可靠性具有十分重要的意义。在实际运行过程中，变压器损耗将引起其自身发热，而变压器局部过热则会加速绕组绝缘老化，同时影响变压器的安全稳定运行及使用寿命。因此，通过准确预测变压器热点温度辨识变压器运行状态已经成为近几年来变压器研究热点之一。目前，实际工程应用中主要借助IEEEStdC57.91油浸式变压器负载导则模型和热电类比模型的方法对油浸变压器的内部温度场分布进行研究。导则模型应用最广，是一种计算变压器绕组热点温度的经验模型。在导则模型中，热点温度是环境温度、油箱内顶层油温与环境温度之差、热点温度与油箱内顶层油温之差的三者之和，此经验公式应用简单，但是误差较大。热电类比模型是由Swift等人通过类比热路和电路，利用电路中的基尔霍夫定律建立热路方程组，以此计算热点温度。热电类比模型的精度较高，但它计算的是热特征温度的节点值和平均值，基于这些非真实值计算变压器绕组温度分布是很困难的。而且目前的许多文献仅从温升计算的方向分析变压器温度场，并未对影响温度分布的具体原因进行分析。随着计算机计算能力的不断提高，研究人员和工程师能够对电力变压器的热行为进行更详细的数值模拟。数值模拟主要基于计算流体力学(CFD)对流体流动控制方程的数值求解。通过CFD模拟可以准确地获得计算域中各处的压力、速度和温度场分布，从而可以更全面地了解变压器中的流体现象。然而，热仿真模型的精细程度直接决定了数值模拟结果的准确性。热仿真模型的改进和优化需要与电网中实际运行中的变压器测得的油流速度和温升数据进行对比。国外ABB、Luxtron等公司开发了基于光纤技术的热点温度计，如ABB的FT1010型热点温度计、Luxtron公司的WTS系列热点温度计。用热点温度计直接测量变压器绕组热点温度是世界范围内的变压器厂商和电力部门一致认为的可靠方法，其缺点是传感器和光纤不能长时间浸泡在变压器油中，绕组热点位置主要靠设计经验确定且光纤传感器造价成本较高，在电网运行的变压器内安装大量测点是不现实的。基于以上原因，电网中只有少数变压器安装了光纤测温传感器，直接测量电网中运行的变压器内部温度在实际生产中并没有得到广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种研究变压器绕组温度分布的实验装置，用于解决现有热仿真模型的准确性和可靠性不足的问题。本专利技术的具体技术方案如下：一种研究变压器绕组温度分布的实验装置，包括：第一油箱、第二油箱、油流管道、绕组模型、加热筒、油流加热器、阀门和温度传感器；所述第一油箱和所述第二油箱通过所述油流管道连接；所述绕组模型设置于所述第二油箱中，所述加热筒用于模拟绕组的工作发热；所述油流加热器用于控制所述油流管道的油温，所述油流管道的油温与所述绕组模型的入口处的油温相同；所述阀门设置于所述油流管道上；所述温度传感器的数量为两个或两个以上，所述温度传感器分布于所述绕组模型。优选的，还包括：流量计；所述流量计和所述阀门非重叠设置于所述油流管道上。优选的，所述绕组模型为长方体；所述绕组模型包括第一绕组和第二绕组、第一玻璃和第二玻璃；所述第一绕组和所述第二绕组平行同轴设置，所述第一绕组和所述第二绕组的第一端和第二端均对称设置有第一端部木块和第二端部木块；所述第一绕组和所述第二绕组与所述第一端部木块连接处的上表面和下表面均分别设置有第一垫块和第二垫块，所述第一绕组和所述第二绕组与所述第二端部木块连接处的上表面和下表面均分别设置有第三垫块和第四垫块，所述第一垫块、所述第二垫块、所述第三垫块和所述第四垫块为矩形垫块；所述第一绕组的第二垫块与所述第二绕组的第一垫块接触，所述第一垫块和所述第二垫块形成所述绕组模型的第一侧面，所述第一绕组的第四垫块与所述第二绕组的第三垫块接触，所述第三垫块和所述第四垫块形成所述绕组模型的第二侧面；所述第一玻璃和所述第二玻璃分别为所述绕组模型的第三侧面和第四侧面；所述第一绕组和所述第二绕组与所述第一玻璃和所述第二玻璃非接触设置。优选的，所述绕组模型还包括第一垫圈和第二垫圈；所述第一垫圈与所述第一玻璃垂直接触连接，所述第一垫圈与所述第二玻璃非接触设置；所述第二垫圈与所述第二玻璃垂直接触连接，所述第二垫圈与所述第一玻璃非接触设置；所述第一垫圈和所述第二垫圈形成一个分区。优选的，所述加热筒设置于所述绕组模型中；所述第一绕组和所述第二绕组上设置有所述温度传感器。优选的，所述温度传感器包括热电偶；所述第一玻璃与所述第一绕组和所述第二绕组形成第一垂直油道，所述第二玻璃与所述第一绕组和所述第二绕组形成第二垂直油道；所述热电偶设置于所述第一垂直油道和所述第二垂直油道。优选的，所述第一绕组和所述第二绕组形成水平油道；所述第一油箱和所述第二油箱的油添加有追踪颗粒；所述绕组模型上设置有相机，用于曝光拍摄所述水平油道的油流流动。优选的，还包括：数据采集系统；所述热电偶与所述数据采集系统电连接。优选的，所述第一绕组和所述第二绕组为饼式绕组；所述第一绕组和所述第二绕组均在径向上设置有两层或两层以上的导体。优选的，还包括：第一撑条和第二撑条；所述第一绕组的第二垫块与所述第二绕组的第一垫块通过所述第一撑条连接；所述第一绕组的第四垫块与所述第二绕组的第三垫块通过所述第二撑条连接。综上所述，本专利技术提供了一种研究变压器绕组温度分布的实验装置，包括：第一油箱、第二油箱、油流管道、绕组模型、加热筒、油流加热器、阀门和温度传感器；所述第一油箱和所述第二油箱通过所述油流管道连接；所述绕组模型设置于所述第二油箱中，所述加热筒用于模拟绕组的工作发热；所述油流加热器用于控制所述油流管道的油温，所述油流管道的油温与所述绕组模型的入口处的油温相同；所述阀门设置于所述油流管道上；所述温度传感器的数量为两个或两个以上，所述温度传感器分布于所述绕组模型。本专利技术中，绕组模型设置于第二油箱，加热筒能够模拟绕组的工作发热，绕组模型中分布有温度传感器，可通过改变加热筒的发热模拟不同的导体发热率，研究导体发热率对绕组温度分布的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例中研究变压器绕组温度分布的实验装置的示意图；图2为本专利技术实施例中研究变压器绕组温度分布的实验装置的绕组模型的一个分区的侧视图；图3为本专利技术实施例中研究变压器绕组温度分布的实验装置的绕组模型的一个分区的主视图；图4为本专利技术实施例中研究变压器绕组温度分布的实验装置的绕组模型的一个分区的俯视图；图5为本专利技术实施例中研究变压器绕组温度分布的实验装置的绕组的结构示意图；图6为图5中A-A的剖视图；图7为图5中B-B和C-C的剖视图；图8为本专利技术实施例中研究变压器绕组温度分布的实验装置的绕组模型的油温测点分布图；图示说明：1.第一油箱；2.第一截止阀；3.齿轮泵；4.第一球阀；5.第二球阀；6.油流加热器；7.第三球阀；8.控制阀门；9.流量计；10.第四球阀；11.螺杆阀；12.加热筒的控制端；13.绕组模型；14.第二油箱；15.第五球阀；16.第二截止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研究变压器绕组温度分布的实验装置，其特征在于，包括：第一油箱、第二油箱、油流管道、绕组模型、加热筒、油流加热器、阀门和温度传感器；所述第一油箱和所述第二油箱通过所述油流管道连接；所述绕组模型设置于所述第二油箱中，所述加热筒用于模拟绕组的工作发热；所述油流加热器用于控制所述油流管道的油温，所述油流管道的油温与所述绕组模型的入口处的油温相同；所述阀门设置于所述油流管道上；所述温度传感器的数量为两个或两个以上，所述温度传感器分布于所述绕组模型。

【技术特征摘要】
1.一种研究变压器绕组温度分布的实验装置，其特征在于，包括：第一油箱、第二油箱、油流管道、绕组模型、加热筒、油流加热器、阀门和温度传感器；所述第一油箱和所述第二油箱通过所述油流管道连接；所述绕组模型设置于所述第二油箱中，所述加热筒用于模拟绕组的工作发热；所述油流加热器用于控制所述油流管道的油温，所述油流管道的油温与所述绕组模型的入口处的油温相同；所述阀门设置于所述油流管道上；所述温度传感器的数量为两个或两个以上，所述温度传感器分布于所述绕组模型。2.根据权利要求1所述的研究变压器绕组温度分布的实验装置，其特征在于，还包括：流量计；所述流量计和所述阀门非重叠设置于所述油流管道上。3.根据权利要求2所述的研究变压器绕组温度分布的实验装置，其特征在于，所述绕组模型为长方体；所述绕组模型包括第一绕组和第二绕组、第一玻璃和第二玻璃；所述第一绕组和第二绕组平行同轴设置，所述第一绕组和所述第二绕组的第一端和第二端均对称设置有第一端部木块和第二端部木块；所述第一绕组和所述第二绕组与所述第一端部木块连接处的上表面和下表面均分别设置有第一垫块和第二垫块，所述第一绕组和所述第二绕组与所述第二端部木块连接处的上表面和下表面均分别设置有第三垫块和第四垫块，所述第一垫块、所述第二垫块、所述第三垫块和所述第四垫块为矩形垫块；所述第一绕组的第二垫块与所述第二绕组的第一垫块接触，所述第一垫块和所述第二垫块形成所述绕组模型的第一侧面，所述第一绕组的第四垫块与所述第二绕组的第三垫块接触，所述第三垫块和所述第四垫块形成所述绕组模型的第二侧面；所述第一玻璃和所述第二玻璃分别为所述绕组模型的第三侧面和第四侧面；所述第一绕组和所述第二绕组与所述第一玻璃和所述第二玻璃非接触设置。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德波，冯永新，李建波，周杰联，陈拓，成明涛，邓剑华，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44