一种变压器灭火真型试验绝缘油加热系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种变压器灭火真型试验绝缘油加热系统，包括设于真型试验变压器油箱内的均匀加热/恒温装置、用于将冷油预热后注入油箱的预加热装置、用于补充冷油的补油装置及为均匀加热/恒温装置和预加热装置提供电源并控制加热功率的加热控制模块，均匀加热/恒温装置和预加热装置均通过电源线和控制线连接至加热控制模块，预加热装置和油箱之间连通有回流管并设有回流油泵，补油装置与预加热装置间通过预加热油泵连通，补油装置和预加热装置与变压器油枕之间均通过油枕油泵连通。本发明专利技术方法可将绝缘油均匀加热至实际工况条件下的温度，使变压器油真型灭火试验数据更准确，提高变压器灭火技术研究水平；同时绝缘油可回收再利用，试验经济性强。

A heating system and method of insulating oil for the true type test of transformer fire extinguishing

【技术实现步骤摘要】
一种变压器灭火真型试验绝缘油加热系统及方法
本专利技术涉及电力系统防灾减灾
，具体涉及一种变压器灭火真型试验绝缘油均匀加热系统及方法。
技术介绍
电力变压器是电力能源互联网的动力枢纽，内部含有数十吨烃类绝缘矿物油，一旦发生火灾，将会引发大面积、长时间停电事故，造成重大财产损失乃至人员伤亡。为了研究变压器灭火手段的灭火性能，提高变压器火灾防治水平，需开展大量变压器真型灭火试验。现有试验平台在变压器内部注入常温变压器油开展点燃和灭火试验，然而，实际变压器由于长时间充油运行，内部绝缘油温度达90-120℃。绝缘油在高温与常温下燃烧热释放、气体释放与消防灭火特性差别很大，使用常温油开展试验难以准确模拟真实工况，获得准确试验数据。而且，变压器内部铁芯、绕组及其他连接部件等分布不规则，阻碍绝缘油热传导。为保证数十吨绝缘油加热过程中温度均匀上升，在试验过程中温度保持恒定，需尽可能将加热介质均匀遍布整个油箱。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种变压器灭火真型试验绝缘油均匀加热系统及方法，可将真型试验变压器内部的绝缘油均匀加热至实际工况条件下的温度，使变压器油真型灭火试验数据更加准确，提高变压器灭火技术研究水平；同时绝缘油可回收再利用，试验经济性强。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种变压器灭火真型试验绝缘油加热系统，包括设于真型试验变压器的油箱内且能将绝缘油均匀加热至实际工况条件下的温度的均匀加热/恒温装置、用于将冷油预热后注入油箱的预加热装置、用于为预加热装置和油箱补充冷油的补油装置、以及为均匀加热/恒温装置和预加热装置提供动力电源并控制加热功率的加热控制模块，所述均匀加热/恒温装置和预加热装置均通过电源线和控制线连接至所述加热控制模块，预加热装置和所述油箱之间连通有回流管并设有回流油泵，所述补油装置与预加热装置之间通过预加热油泵连通，补油装置和预加热装置与真型试验变压器的油枕之间均通过油枕油泵连通。作为上述技术方案的进一步改进：优选的，所述均匀加热/恒温装置包括三组围绕所述油箱内的铁芯和绕组布置且能均匀覆盖绝缘油的立体加热电阻，所述立体加热电阻通过电源线和控制线连接至所述加热控制模块。优选的，所述预加热装置包括预加热油箱以及布置于其内的预加热电阻；所述预加热电阻通过电源线和控制线连接至所述加热控制模块，所述油枕油泵与所述预加热油箱连通，预加热油箱与油枕油泵之间的管路上设有第一阀门。优选的，所述补油装置为蓄油箱，所述油枕油泵与所述蓄油箱连通，油枕油泵与蓄油箱之间的管路上设有第二阀门。优选的，所述回流管上于所述回流油泵与所述油箱之间设有第三阀门。优选的，所述油箱的下端设有排油阀。优选的，所述立体加热电阻和预加热电阻的电阻丝加热功率需按照所加热绝缘油的质量、比热和加热时间、加热温度确定：电阻丝加热功率×加热时间＝绝缘油比热×绝缘油质量×加热温度×加热效率。优选的，所述立体加热电阻需根据所述油箱的内部实际情况，确定电阻丝长度，再由电阻丝功率确定单位长度的电阻丝功率，计算方法如下：单位长度电阻丝加热功率＝电阻丝加热功率/电阻丝长度。本专利技术还提供一种上述的变压器灭火真型试验绝缘油加热系统加热绝缘油的方法，包括油箱内均匀加热/恒温加热的方式和油箱外预加热再注入油箱的方式；采用油箱内均匀加热/恒温加热的方式时，蓄油箱通过第二阀门、油枕油泵将冷油注入油枕，再注入所述油箱，通过立体加热电阻均匀加热；并通过加热控制模块调节加热功率，使得温度保持恒定；试验完成后，若绝缘油能再次利用，则留在油箱内保存，或通过回流油泵经回流管和第三阀门抽回至预加热油箱内保存；若不能再次利用，则通过排油阀排出；采用油箱外预加热再注入油箱的方式时，蓄油箱先通过油泵将冷油抽入预加热油箱进行预加热，并通过加热控制模块调节加热功率，使得温度保持恒定；再通过第一阀门、油枕油泵抽入油枕，再注入所述油箱；试验完成后，若绝缘油能再次利用，则留在油箱内保存，或通过回流油泵经回流管和第三阀门抽回至预加热油箱内保存；若不能再次利用，则通过排油阀排出。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的变压器灭火真型试验绝缘油均匀加热系统及方法，可将真型试验变压器内部的绝缘油均匀加热至实际工况条件下的温度(90-120℃)，保持温度恒定均匀分布，使变压器油真型灭火试验数据更加准确，提高变压器灭火技术研究水平；同时，本专利技术能提供两种加热方式，根据试验条件选择是否需要保持恒温，绝缘油可回收再利用，试验经济性强。其中的外部加热后再注入的手段，当灭火试验对油温恒定保持要求不高时，可将绝缘油预加热后再注入变压器油箱。本专利技术为灭火试验模拟真实工况下的变压器运行状态，将大幅提高灭火试验的准确性，指导变压器灭火技术研究。附图说明图1为本专利技术变压器灭火真型试验绝缘油均匀加热系统示意图。图2为本专利技术中立体加热电阻布置的俯视图。图例说明：1、真型试验变压器；1-1、油箱；1-2、铁芯；1-3、绕组；1-4、油枕；2-1、立体加热电阻；2-2、预加热电阻；3、加热控制模块；4、预加热油箱；5-1、第一阀门；5-2、第二阀门；5-3、第三阀门；6-1、油枕油泵；6-2、预加热油泵；6-3、回流油泵；7、回流管；8、蓄油箱；9、排油阀。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。如图1和图2所示，本专利技术的一种变压器灭火真型试验绝缘油均匀加热系统实施例，包括均匀加热/恒温装置、预加热装置、补油装置以及加热控制模块3；加热控制模块3用于为均匀加热/恒温装置和预加热装置提供动力电源并控制加热功率。本实施例中，均匀加热/恒温装置用于均匀加热真型试验变压器1的油箱1-1内的绝缘油，包括三组设于油箱1-1内的立体加热电阻2-1，三组立体加热电阻2-1围绕铁芯1-2和绕组1-3布置且覆盖均匀，尽可能覆盖每个角落的绝缘油，以对空间形状不规则的油箱1-1内的绝缘油实现均匀加热，立体加热电阻2-1通过电源线和控制线连接至加热控制模块3，不仅能将绝缘油均匀加热至实际工况条件下的温度，试验时，还可调节加热功率，使得温度保持恒定。本实施例中，预加热装置主要用于将冷油预热至试验油温后注入油箱，还可以用于保存完成试验后能再利用的绝缘油，包括预加热油箱4以及布置于其内的预加热电阻2-2；预加热电阻2-2通过电源线和控制线连接至加热控制模块3，预加热油箱4与真型试验变压器1的油枕1-4之间通过油枕油泵6-1连通，预加热油箱4与油枕油泵6-1之间的管路上设有第一阀门5-1。变压器油箱1-1与预加热油箱4之间连通有回流管7，回流管7上设有回流油泵6-3和第三阀门5-3，第三阀门5-3位于回流油泵6-3和油箱1-1之间。油箱1-1的下端设有排油阀9。本实施例中，补油装置为蓄油箱8，用于为预加热油箱4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器灭火真型试验绝缘油加热系统，其特征在于：包括设于真型试验变压器的油箱内且能将绝缘油均匀加热至实际工况条件下的温度的均匀加热/恒温装置、用于将冷油预热后注入油箱的预加热装置、用于为预加热装置和油箱补充冷油的补油装置、以及为均匀加热/恒温装置和预加热装置提供动力电源并控制加热功率的加热控制模块，所述均匀加热/恒温装置和预加热装置均通过电源线和控制线连接至所述加热控制模块，预加热装置和所述油箱之间连通有回流管并设有回流油泵，所述补油装置与预加热装置之间通过预加热油泵连通，补油装置和预加热装置与真型试验变压器的油枕之间均通过油枕油泵连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种变压器灭火真型试验绝缘油加热系统，其特征在于：包括设于真型试验变压器的油箱内且能将绝缘油均匀加热至实际工况条件下的温度的均匀加热/恒温装置、用于将冷油预热后注入油箱的预加热装置、用于为预加热装置和油箱补充冷油的补油装置、以及为均匀加热/恒温装置和预加热装置提供动力电源并控制加热功率的加热控制模块，所述均匀加热/恒温装置和预加热装置均通过电源线和控制线连接至所述加热控制模块，预加热装置和所述油箱之间连通有回流管并设有回流油泵，所述补油装置与预加热装置之间通过预加热油泵连通，补油装置和预加热装置与真型试验变压器的油枕之间均通过油枕油泵连通。


2.根据权利要求1所述的变压器灭火真型试验绝缘油加热系统，其特征在于：所述均匀加热/恒温装置包括三组围绕所述油箱内的铁芯和绕组布置且能均匀覆盖绝缘油的立体加热电阻，所述立体加热电阻通过电源线和控制线连接至所述加热控制模块。


3.根据权利要求2所述的变压器灭火真型试验绝缘油加热系统，其特征在于：所述预加热装置包括预加热油箱以及布置于其内的预加热电阻；所述预加热电阻通过电源线和控制线连接至所述加热控制模块，所述油枕油泵与所述预加热油箱连通，预加热油箱与油枕油泵之间的管路上设有第一阀门。


4.根据权利要求3所述的变压器灭火真型试验绝缘油加热系统，其特征在于：所述补油装置为蓄油箱，所述油枕油泵与所述蓄油箱连通，油枕油泵与蓄油箱之间的管路上设有第二阀门。


5.根据权利要求4所述的变压器灭火真型试验绝缘油加热系统，其特征在于：所述回流管上于所述回流油泵与所述油箱之间设有第三阀门。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毓，李波，吴传平，陈宝辉，孙易成，梁平，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43