一种变压器铁心多点接地故障模拟装置及评估方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种变压器铁心多点接地故障模拟装置及评估方法，属于变压器铁心多点接地故障模拟技术领域；解决了变压器铁心不同位置多点接地故障无法精确模拟的问题，基于提出的模拟装置研究了变压器铁心在不同多点接地故障下接地电流、油中温升以及油中溶解气体含量等状态量变化情况；包括变压器外壳，从变压器上铁轭引出铁心单点接地点，变压器外壳上还通过管道连接滤油模块，变压器外壳通过取油口连接油色谱检测模块；变压器上铁轭、下铁轭表面分别安装有故障模拟装置，故障模拟装置的两侧分别设置有温度检测模块，故障模拟装置通过导线接入开关控制模块；本发明专利技术应用于变压器。本发明专利技术应用于变压器。本发明专利技术应用于变压器。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器铁心多点接地故障模拟装置及评估方法


[0001]本专利技术提供了一种变压器铁心多点接地故障模拟装置及评估方法，属于变压器铁心多点接地故障模拟


技术介绍

[0002]变压器是电力系统最重要的设备之一，其运行状态直接关系到电力系统的安全稳定。变压器铁心必须单点接地否则会产生悬浮电位，一旦变压器铁心发生多点接地，便会形成环路，在主漏磁电磁感应下，产生环流，运行时易导致变压器损坏，引发停电事件，造成重大经济损失。
[0003]变压器铁心不同位置发生多点接地故障时，环流路径不同，主漏磁电磁感应产生的环流大小也不同，环流越大，产生的热量越大，对变压器的损害也就越大。目前还没有针对不同位置铁心多点接地对变压器产生损害程度的研究，缺少一种变压器铁心多点接地故障模拟装置及评估方法。
[0004]中国专利CN106771816B公开了一种卷铁心多点接地故障下铁心损耗试验平台及试验方法，通过在铁心30%和70%硅钢片级引出接地线，通过监测功率分析仪监测铁心损耗，实现变压器铁心多点接地与铁心损耗之间的关联性研究。但单片硅钢片较薄直接引出易造成硅钢片片间短路，此装置并未在此方面做更多考虑。对于由于多点接地造成的变压器油温升、油中溶解气体变化以及接地电流方面并未做过多探究。
[0005]中国专利CN106526394B公开了一种卷铁心片间短路故障下铁心局部温升试验系统及方法，通过计算机控制实现变压器铁心上30片硅钢片同时片间短路故障，且在片间短路区域布置温度探头，探究了铁心硅钢片片间短路故障与铁心局部温升的关联性。但此装置考虑的是铁心硅钢片片间短路与本专利技术的铁心多点接地有所不同，且只考虑了温升一方面，对于由于多点接地造成的变压器油温升、油中溶解气体变化以及接地电流方面并未做过多探究，无法对变压器状态做全面评估。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决变压器铁心不同位置多点接地故障无法精确模拟的问题，提出了一种变压器铁心多点接地故障模拟装置及评估方法，探究变压器铁心不同位置多点接地与接地电流、油温以及油中溶解气体关联性且实现了变压器铁心不同位置多点接地状态评估。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种变压器铁心多点接地故障模拟装置，包括变压器外壳，所述变压器外壳内部设置有变压器上铁轭、变压器下铁轭、高压线圈、低压线圈和变压器油，从变压器上铁轭引出铁心单点接地点，所述高压线圈和低压线圈分别固定在变压器外壳内的左右芯柱上，所述变压器外壳上还通过管道连接滤油模块，所述变压器外壳上还设置有取油口，所述取油口通过管道连接油色谱检测模块；所述变压器上铁轭表面安装有上铁轭故障模拟装置，所述变压器下铁轭表面安装
有下铁轭故障模拟装置，所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的两侧分别设置有温度检测模块，所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置通过导线相连后均接入开关控制模块上，所述开关控制模块连接电源模块；所述铁心单点接地点通过导线连接电流检测模块、数据传输模块后接入后台计算机。
[0008]所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的结构相同，均包括5套故障发生装置，其中5套故障发生装置分别分布在变压器上铁轭和变压器下铁轭的第一级硅钢片位置、30%硅钢片级数位置、50%硅钢片级数位置、80%硅钢片级数位置和100%硅钢片级数位置上；每一套故障发生装置包括1组绝缘导向板、1片单片硅钢片、1片木板、1片铜片、1根弹簧、1对电子型牵引电磁铁、1对牵引绳，其中上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的5套故障发生装置的绝缘导向板分别固定在变压器上铁轭和变压器下铁轭相应级数的硅钢片表面，单片硅钢片的一端插在绝缘导向板中间，单片硅钢片的另一端固定在表面贴有铜片的木板上并与铜片连通，铜片通过导线与地相连，木板另一面与弹簧相连，弹簧另一端固定在故障发生装置顶部，1对电子型牵引电磁铁分布在弹簧两侧并固定在故障发生装置顶部，1对电子型牵引电磁铁通过牵引绳与木板两端相连，使弹簧处于压缩状态；其中电子型牵引电磁铁的电源输入作为故障发生装置控制端，对应的5套变压器上铁轭安装的故障发生装置控制端和5套变压器下铁轭安装的故障发生装置控制端接入开关控制模块并通过10个第一常闭电磁继电器与电源模块相连，开关控制模块表面分布10个控制按钮，对应控制10个第一常闭电磁继电器的通断。
[0009]所述电流检测模块包括电流传感器、过电流保护单元、第一控制器、第一数据传输单元，所述铁心单点接地点的引线与电流传感器一次绕组连接，电流传感器一次绕组另一端与过电流保护单元串接后接地，电流传感器二次绕组与第一控制器相连，所述第一控制器通过第一数据传输单元与后台计算机通信。
[0010]所述温度检测模块包括依次分布于变压器上铁轭、变压器下铁轭对应级数位置硅钢片表面两侧的20个温度传感器、第二控制器、第二数据传输单元，所述温度传感器将变压器上铁轭和变压器下铁轭的温度监测数据发送至第二控制器，所述第二控制器通过第二数据传输单元与后台计算机通信。
[0011]所述油色谱检测模块包括油色谱气相色谱仪、第三控制器、第三控制单元，所述油色谱气相色谱仪与取油口连接，将检测结果发送至第三控制器，第三控制器将数据处理后经第三数据传输单元传送至后台计算机。
[0012]所述过电流保护单元包括并接的第二常闭电磁继电器和限流阻抗。
[0013]一种变压器铁心多点接地故障评估方法，采用变压器铁心多点接地故障模拟装置，包括如下步骤：S1：调节变压器高压、低压侧绕组负荷，使变压器处于满载运行状态；S2：在变压器单点接地正常运行时，通过电流传感器记录铁心单点接地电流初始值I1并传输至第一控制器，将20个温度传感器监测值（T1,T2,
……
,T
20
）传输至第二控制器，根据公式
计算得到变压器上铁轭和变压器下铁轭多级硅钢片位置硅钢片表面铁心单点接地初始温度（）；其中T1、T2分别为变压器上铁轭第一级硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T3、T4分别为变压器上铁轭30%硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T5、T6分别为变压器上铁轭50%硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T7、T8分别为变压器上铁轭80%硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T9、T
10
分别为变压器上铁轭100%硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T
11
、T
12
分别为变压器下铁轭第一级硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T
13
、T
14
分别为变压器下铁轭30%硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T
15
、T
16
分别为变压器下铁轭50%硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T
17
、T
18
分别为变压器下铁轭80%硅钢片位置两侧温度传感器监测值，T
19
、T
20
分别为变压器下铁轭100%硅钢片位置两侧温度传感器监测值，、分别表示变压器上铁轭、变压器下铁轭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器铁心多点接地故障模拟装置，其特征在于：包括变压器外壳，所述变压器外壳内部设置有变压器上铁轭、变压器下铁轭、高压线圈、低压线圈和变压器油，从变压器上铁轭引出铁心单点接地点，所述高压线圈和低压线圈分别固定在变压器外壳内的左右芯柱上，所述变压器外壳上还通过管道连接滤油模块，所述变压器外壳上还设置有取油口，所述取油口通过管道连接油色谱检测模块；所述变压器上铁轭表面安装有上铁轭故障模拟装置，所述变压器下铁轭表面安装有下铁轭故障模拟装置，所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的两侧分别设置有温度检测模块，所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置通过导线相连后均接入开关控制模块上，所述开关控制模块连接电源模块；所述铁心单点接地点通过导线连接电流检测模块、数据传输模块后接入后台计算机。2.根据权利要求1所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置，其特征在于：所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的结构相同，均包括5套故障发生装置，其中5套故障发生装置分别分布在变压器上铁轭和变压器下铁轭的第一级硅钢片位置、30%硅钢片级数位置、50%硅钢片级数位置、80%硅钢片级数位置和100%硅钢片级数位置上；每一套故障发生装置包括1组绝缘导向板、1片单片硅钢片、1片木板、1片铜片、1根弹簧、1对电子型牵引电磁铁、1对牵引绳，其中上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的5套故障发生装置的绝缘导向板分别固定在变压器上铁轭和变压器下铁轭相应级数的硅钢片表面，单片硅钢片的一端插在绝缘导向板中间，单片硅钢片的另一端固定在表面贴有铜片的木板上并与铜片连通，铜片通过导线与地相连，木板另一面与弹簧相连，弹簧另一端固定在故障发生装置顶部，1对电子型牵引电磁铁分布在弹簧两侧并固定在故障发生装置顶部，1对电子型牵引电磁铁通过牵引绳与木板两端相连，使弹簧处于压缩状态；其中电子型牵引电磁铁的电源输入作为故障发生装置控制端，对应的5套变压器上铁轭安装的故障发生装置控制端和5套变压器下铁轭安装的故障发生装置控制端接入开关控制模块并通过10个第一常闭电磁继电器与电源模块相连，开关控制模块表面分布10个控制按钮，对应控制10个第一常闭电磁继电器的通断。3.根据权利要求2所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置，其特征在于：所述电流检测模块包括电流传感器、过电流保护单元、第一控制器、第一数据传输单元，所述铁心单点接地点的引线与电流传感器一次绕组连接，电流传感器一次绕组另一端与过电流保护单元串接后接地，电流传感器二次绕组与第一控制器相连，所述第一控制器通过第一数据传输单元与后台计算机通信。4.根据权利要求2所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置，其特征在于：所述温度检测模块包括依次分布于变压器上铁轭、变压器下铁轭对应级数位置硅钢片表面两侧的20个温度传感器、第二控制器、第二数据传输单元，所述温度传感器将变压器上铁轭和变压器下铁轭的温度监测数据发送至第二控制器，所述第二控制器通过第二数据传输单元与后台计算机通信。5.根据权利要求2所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置，其特征在于：所述油色谱检测模块包括油色谱气相色谱仪、第三控制器、第三控制单元，所述油色谱气相色谱仪与取油口连接，将检测结果发送至第三控制器，第三控制器将数据处理后经第三数据传输单元传送至后台计算机。
6.根据权利要求3所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置，其特征在于：所述过电流保护单元包括并接的第二常闭电磁继电器和限流阻抗。7.一种变压器铁心多点接地故障评估方法，采用如权利要求2
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈青松，杨定乾，周秀，贺家慧，俞华，许广虎，田天，白金，刘宏，李帅，李国栋，李劲松，薛志刚，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司电力科学研究院国网宁夏电力有限公司电力科学研究院国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：