一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法技术

本发明专利技术涉及配电变压器设备无损检测技术，具体涉及基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法，测量油变绕组在环境条件下的冷态直流电阻，并记录对应的环境温度，然后换算为标准条件；在油变外壳布下接头点、顶面点、正面点、侧面点和余点；运用短路法对油变进行温升试验，待各点温度趋于稳定时，停止加热；立即接入直阻测试仪测量待测绕组的热态直阻，每隔一定时间测量一次；基于优化选点法给出绕组温度的估测值，并连同所测的热阻值一起拟绘出热阻温度曲线，通过曲线斜率进行判别。该方法能有效检测出绕组材质，具有经济常规、无损准确的特点。

A method of winding material identification based on optimized layout of oil changing shell

The invention relates to a non-destructive testing technology for distribution transformer equipment, in particular to a winding material identification method based on the optimal arrangement of oil-transformer casing, which measures the cold DC resistance of oil-transformer winding under the environmental conditions, records the corresponding environmental temperature, and then converts it into a standard condition, and at the junction point, the top point, and the top point under the oil-transformer casing cloth. Front point, side point and residual point, short circuit method is used to test the temperature rise of oil transformer, and the heating is stopped when the temperature of each point tends to be stable; direct resistance tester is immediately connected to measure the thermal direct resistance of the winding to be measured, once every certain time; the temperature estimation of the winding is given based on the method of optimizing the selection of the winding points, together with the measured heat. The resistance value is plotted together to draw the thermal resistance temperature curve, and is judged by the slope of the curve. The method can detect winding material effectively, and has the characteristics of economic routine, non-destructive and accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法
本专利技术属于配电变压器设备无损检测
，尤其涉及一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法。
技术介绍
配电变压器数量众多，在农村配电网和城市配电网中有着举足轻重的地位，与生活息息相关。近年来，随着铜价格的节节攀升，铜铝市价差异逐步拉大，少数变压器生产厂家为获取更大的利润，在绕组材料上下功夫，市场上存在着“以铝代铜”的不良现象，给配电变压器的实际运行带来了严重影响。目前，国外对变压器绕组材料识别技术的研究并不比国内普遍，一方面在于国外电力用户采用铝变的情况并不鲜见，人口基数少使得大多数铝变被用在负荷较小的场合，基本能满足运行需求；另一方面，知名厂家在生产变压器时能够恪守用材原则，绕组材质都会给出真实明确的标识。对比国内，情况则不同，就2017年4月发生的“以铝代铜”中国变压器在尼泊尔被重罚并判刑这一国际事件足以警醒电力界。变压器在正常运行过程中会发热，绕组的发热状况备受关注，如何全面客观地估测绕组温度既是重点亦是难点。对于油变而言，绕组温度受到油流影响，通过热传递，油变外壳存在温升梯度。绕组材质不同，发热即存在差异，导致外壳温升亦存在差异，从而给油浸式配电变压器的运行状况和使用寿命造成不同程度的影响。通过文献调研，可知对油浸式配电变压器温度场仿真的研究较多，但如何在变压器的实际运行中全方位、多层次地监测其外壳温度，并进一步估测绕组温度从而判别绕组材质则有待进一步研究。仅凭现有的技术检测手段，难以从短路、空载、绝缘性能等常规项目中发现材料差异。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法，能有效检测出绕组材质是铜还是铝，具有无损准确的特点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法，包括以下步骤：步骤1.测量油变绕组在环境条件下的冷态直流电阻，并记录对应的环境温度，然后换算为标准条件；步骤2.在油变外壳布下接头点、顶面点、正面点、侧面点和余点，通过加隔绝缘胶带将热电偶探头贴附其上；步骤3.运用短路法对油变进行温升试验，待各点温度趋于稳定时，停止加热；步骤4.立即接入直阻测试仪测量油变绕组的热态直流电阻，每隔一定时间测一次；步骤5.通过采用优化选点法估测出的油变绕组温度，与所测的热态直流电阻值绘制出热阻温度曲线，利用其曲线斜率判别油变绕组的材质。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法，能有效检测出绕组材质是铜还是铝，具有无损准确的特点。在遵循国标运用短路法对油变进行温升试验的基础上，减少了试验所需时间，即无需待温度完全稳定，只需取用布点整体温升变化较快的那段时间。对油变绕组温度进行估测时，对比标准情况下的理论温度提出了优化选点法。合理延长了油变绕组热态直流电阻的测量时间(国标所述为10min)，一方面扩增了数据样本，另一方面在拟合直线时提高了数据利用率。附图说明图1为本专利技术一个实施例油变短路温升试验接线图；图2为本专利技术一个实施例油变热阻温度采集接线图；图3为本专利技术一个实施例基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法流程图；图4为本专利技术一个实施例基于优化选点法的热阻温度拟合曲线。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。本实施例是通过以下技术方案实现的，一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法，具体包括以下步骤：S1.测量油变绕组在环境条件下的冷态直流电阻，并记录对应的环境温度，然后换算为标准条件；S2.在油变外壳布下接头点、顶面点、正面点、侧面点和余点一共五组14个点，即通过加隔绝缘胶带将热电偶探头贴附其上；S3.运用短路法对油变进行温升试验，待各点温度趋于稳定时，停止加热；S4.立即接入直阻测试仪测量油变绕组的热态直流电阻，每隔一定时间测一次；S5.基于优化选点法给出油变绕组温度的估测值，并连同所测的热态直流电阻值一起拟绘出热阻温度曲线，通过曲线斜率判别油变绕组的材质。如图1所示，运用短路法对型号为S(L)B11-M-200/10的油变进行了温升试验，在高压侧加压，低压侧采用铜排进行短路(铜排不要接太紧，便于后期拆卸测直阻)。外接380V工频三相交流电源，并通过三相调压装置逐步升压。三相电压电流测量装置可对温升过程中所测变压器各相电压和电流进行监测，避免出现电压不对称或短路电流过大的情况。接线柱“abc”表示由调压器输出端输入电压到测试仪，接线柱“ABC”表示由测试仪输出端输入电流到被测变压器高压侧，接线柱“UAUBUC”表示由测试仪输出端输入电压到被测变压器高压侧。除去三相空气开关所在接线，该试验需要6根电压线和3根电流线。如图2所示，在完成温升试验之后的降温过程中，需对所布各点的温度和低压侧b相绕组的热态电阻进行测量采集。各点温度采用贴附热电偶探头加隔绝缘胶带的方式测量，并通过多通道温度采集装置采集，精度为0.05℃，分辨率为0.01℃。b相绕组的热态电阻采用接入直流电阻测量装置的方式进行测量，接线方式为四线制，内侧为电压极，外侧为电流极，分别采用对应线径大小的测试线和接线夹子，准确度为0.2％，分辨率为1μΩ。如图3所示，一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法，具体包括以下步骤：1、测量油变绕组在环境条件下的冷态直流电阻，并记录对应的环境温度，然后换算为标准条件；具体而言，测量冷态直阻之前，变压器需静置24h至与环境温度一致，变压器身所布各点温度应相差无几，不得偏离±1℃。2、在油变外壳布下接头点、顶面点、正面点、侧面点和余点一共五组14个点，在加隔绝缘胶带的情况下贴附热电偶探头；具体而言：接头点指B相接头点和b相接头点；顶面点是指顶面左部点、顶面中部点和顶面右部点(顶层油温点)；正面点是指正面上部点、正中散热片和正面下部点；侧面点是指左面上部点、左面中部点和左面下部点(底层油温点)；余点则指背面上部点、右面中部点和环境温度点。3、运用短路法对油变进行温升试验，待各点温度趋于稳定时，停止加热；具体而言，先在高压侧施加最大总损耗，此时高压侧的试验电压U和试验电流I分别可通过式(1)与式(2)计算：待各点温升趋于稳定后，再将试验电流降至额定电流，待各点温升再次趋于稳定后停止加热。第一次稳定的目的在于加快油变绕组的升温速率，第二次稳定的目的在于使待测变压器工作在额定电流条件下，避免大电流对其造成损伤，同时便于后期开展热态直阻的测量工作。4、立即接入直阻测试仪测量待测绕组的热态直阻，每隔一定时间测一次；具体而言，为快速接入直阻测试仪，避免错过最佳测量时间，需掌握一定的拆装技巧：首先戴上绝热手套拆下高温状态下的短路铜排，每段铜排只需拆一端，只要保证三相绕组的外部连接断开即可，然后接入直阻测试仪。5、基于优化选点法给出绕组温度的估测值，并连同所测的热阻值一起拟绘出热阻温度曲线，通过曲线斜率进行判别。具体而言，优化选点法是指根据理论温度值，有针对性地选择布点温度并进行加权平均，对比理论温度值反复施加不同的权重系数后，最终确定为五点的温度均值。优化选出的五个点：绕组接头点指上螺栓的金属板和瓷质套管之间露出的那一小段导电杆，顶层油温点指顶面靠近o相一侧带有螺旋盖的小孔，顶面中部点指顶面位于B相和b相接头中心连线的中点处，正面上部点指贴有铭牌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1.测量油变绕组在环境条件下的冷态直流电阻，并记录对应的环境温度，然后换算为标准条件；步骤2.在油变外壳布下接头点、顶面点、正面点、侧面点和余点，通过加隔绝缘胶带将热电偶探头贴附其上；步骤3.运用短路法对油变进行温升试验，待各点温度趋于稳定时，停止加热；步骤4.立即接入直阻测试仪测量油变绕组的热态直流电阻，每隔一定时间测一次；步骤5.通过采用优化选点法估测出的油变绕组温度，与所测的热态直流电阻值绘制出热阻温度曲线，利用其曲线斜率判别油变绕组的材质。

【技术特征摘要】
1.一种基于油变外壳优化布点的绕组材质识别方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1.测量油变绕组在环境条件下的冷态直流电阻，并记录对应的环境温度，然后换算为标准条件；步骤2.在油变外壳布下接头点、顶面点、正面点、侧面点和余点，通过加隔绝缘胶带将热电偶探头贴附其上；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹威，王建国，樊亚东，蔡力，尹旷，钱根，郭星，周鸿铃，王红斌，覃煜，易满成，刘晓，罗林欢，罗思敏，顾春晖，
申请(专利权)人：武汉大学，广州供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42