一种具备常见故障模拟功能的变压器制造技术

本实用新型专利技术涉及变压器故障模拟领域，尤其是一种具备常见故障模拟功能的变压器，其包括变压器器身，所述变压器器身内设置有硅钢片铁芯，所述硅钢片铁芯上绕制有绕组，其特征在于：所述变压器器身的顶部设置有3个铁芯接地套管，从硅钢片铁芯引出三根接地线至铁芯接地套管，其中第一接地线、第二接地线从约25%片级位置的两片相邻硅钢片处引出，第三接地线从约75%片级位置的硅钢片处引出，三个铁芯接地套管分别引出一根接地线用于在外部实现接地或断开。本实用新型专利技术的技术效果为：以本实用新型专利技术试验变压器为依托，可以开展关于铁芯两点接地、铁芯片间短路、过热和局部放电等故障的监测和检测装置的研究，故障在多种工况下的发展过程研究，故障应对策略研究等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及变压器故障模拟领域，尤其是一种具备常见故障模拟功能的变压器。
技术介绍
变压器是电力系统的重要设备之一，随着坚强智能电网建设工作的逐步推进，变压器故障诊断及状态监测成为运行检修工作的重点。但是，由于变压器尤其是大型变压器内部结构及故障机理的复杂性，以及当前在线监测设备的可靠性、有效性不高，导致对变压 器运行过程中发生的缺陷、故障难以及时发现并诊断，造成设备及电网的损失。有鉴于此，各电力公司、科研院所、高等院校等开展了大量的针对变压器故障及相关评价诊断的研究工作。据申请人所知，目前针对变压器故障及相关评价诊断的研究工作主要是在相关模拟装置上进行，这些装置大都是采用故障发生装置加充油油箱来实现，并不能完全的模拟变压器故障的实际发生和发展情况。
技术实现思路
本技术的目的是，为了完成对变压器故障及相关评价诊断的研究及验证性试验工作，研制一种具备常见故障模拟功能的变压器。本技术采用的技术解决方案是具备常见故障模拟功能的变压器，其包括变压器器身，所述变压器器身内设置有硅钢片铁芯，所述硅钢片铁芯上绕制有绕组，其不同之处在于所述变压器器身的顶部设置有3个铁芯接地套管，从硅钢片铁芯引出三根接地线至铁芯接地套管，其中第一接地线、第二接地线从约25%片级位置的两片相邻硅钢片处引出，第三接地线从约75%片级位置的硅钢片处引出，三个铁芯接地套管分别引出一根接地线用于在外部实现接地或断开。按以上方案，所述分接开关为条式无励磁分接开关，在分接开关某一档位连接到所述绕组的高压出线处的连接螺栓上安装放电装置；所述放电装置的材料为为钢质，其底部为圆柱体，顶部为圆锥体，圆心角120度，度底部圆柱体攻丝，内螺纹尺寸与螺栓相匹配。技术原理具备常见故障模拟功能的变压器通过三根接地线和放置在分接开关上的放电装置同时模拟过热故障及放电故障，模拟的故障是仿真变压器运行时发生的故障情形。将第一、第三接地线在外部同时接地将模拟铁芯两点接地故障，将第一、第二接地线在外部同时接地将模拟铁芯片间短路故障。安装完放电装置后，调至装有放电装置的分接档位，缓慢升压，达到放电装置的起晕电压后模拟电晕放电。与现有技术相比，本技术的技术效果为以本技术试验变压器为依托，可以开展关于铁芯两点接地、铁芯片间短路、过热和局部放电等故障的监测和检测装置的研究，故障在多种工况下的发展过程研究，故障应对策略研究等。附图说明图I为本技术实施例一种具备常见故障模拟功能的变压器示意图；图2为本技术实施例的变压器铁芯接地线结构示意图；图3为本技术实施例的变压器铁芯接地套管示意图；图4为本技术实施例的变压器放电装置结构和分接开关的连接示意图；图5为本技术实施例的变压器放电装置结构示意图。具体实施方式本技术为一种具备常见故障模拟功能的变压器，能够模拟常见的过热和放电故障，实现变压器正常状态、多种故障状态的仿真，能够完成对变压器常见故障的研究及验 证性试验。如图I 一图4所示，本技术实施例一种具备常见故障模拟功能的变压器，其包括变压器器身1，所述变压器器身I内设置有硅钢片铁芯2，所述硅钢片铁芯2上绕制有绕组3，所述变压器器身I的顶部设置有3个铁芯接地套管4，从硅钢片铁芯2引出三根接地线至铁芯接地套管4，其中第一接地线5、第二接地线6从约25%片级位置的两片相邻硅钢片处弓I出，第三接地线7从约75%片级位置的硅钢片处弓I出，三个铁芯接地套管4分别引出一根接地线用于在外部实现接地或断开。具体的，如图4所示，所述分接开关8为条式无励磁分接开关，在分接开关8某一档位连接到所述绕组3的高压出线处的连接螺栓9上安装放电装置10 ;所述放电装置10的材料为为钢质，其底部为圆柱体，顶部为圆锥体，圆心角120度，底部圆柱体攻丝，内螺纹尺寸与螺栓相匹配。本技术的实施方式包括故障模拟和相关试验。故障模拟的实施包括过热故障模拟的实施和放电故障模拟的实施。相关试验是指利用本专利技术的具备变压器常见故障模拟功能的变压器进行的相关研究试验，下文列出了几种相关试验的实施方式。故障模拟(a)过热故障本变压器设计了铁芯多点接地和铁芯片间短路两种过热故障。模拟变压器正常运行状态时，将第一接地线正常接地，第二、第三接地线开路。模拟变压器铁芯多点接地时，将第一、第三接地线同时接地，第二接地线开路。此时，铁芯两点接地，在变压器励磁时，铁芯两个接地点之间存在电位差，并形成导电回路，造成环流过热。模拟变压器铁芯片间短路时，将第一、第二接地线同时接地，第三接地线开路。此时，铁芯两个相邻硅钢片同时接地，相当于两相邻硅钢片短接，此短接硅钢片的涡流损耗增力口,形成过热。(b)放电故障本变压器设计了发生在分接开关到绕组高压接头之间的引线上的电晕放电故障。不安装放电装置时，变压器运行为正常状态。选取某一档位到绕组高压出线处的连接螺栓上安装放电装置。变压器分接档位打至安有放电装置的档位，缓慢升压，当达到起晕电压后，放电装置的尖端电极处于不均匀电场，产生电晕放电。相关试验(a)监测及检测装置研究试验在试验变压器上加装传感器，并搭建测量系统，通过过热故障模拟和放电故障的模拟，研究相关监测及检测装置。如针对过热故障研究顶层油温温度计、光纤光栅分布式测温系统等温度监测及检测装置，针对放电故障研究超声局放，HFCT，UHF等局放监测及检测>j-U ρ α装直。 (b)不良工况下等故障研究试验通过改变变压器运行时的状态实现短路、过负荷，雷击，过励磁，过电压等不良工况，进行在不良工况下的故障发生机理及发展过程的研究。如研究在过负荷下的过热故障，在过电压下的放电故障等。(C)故障诊断技术研究对变压器模拟的故障进行全方位的监测，收集能够表征故障的信息量，改变故障的发生部位，严重程度等因素，研究故障诊断技术。如研究铁芯多点接地故障诊断技术、铁芯片间短路诊断技术、局放诊断技术、局放定位诊断技术等。(d)故障应对策略研究试验研究变压器发生故障之后，采取何种措施才能够保证电网安全和设备安全，降低经济损失。通过对不同故障的不同应对策略的模拟试验，对各个策略的结果进行分析评估，研究出针对各个故障的最优应对策略。本技术变压器器身、套管、无励磁分接开关、散热片等部分按照GB1094. I、GB1094. 2、GB1094. 3、GB1094. 5 等标准设计并制造。权利要求1.一种具备常见故障模拟功能的变压器，其包括变压器器身，所述变压器器身内设置有硅钢片铁芯，所述硅钢片铁芯上绕制有绕组，其特征在于所述变压器器身的顶部设置有3个铁芯接地套管，从硅钢片铁芯引出三根接地线至铁芯接地套管，其中第一接地线、第二接地线从约25%片级位置的两片相邻硅钢片处引出，第三接地线从约75%片级位置的硅钢片处引出，三个铁芯接地套管分别弓I出一根接地线用于在外部实现接地或断开。2.如权利要求I所述的具备常见故障模拟功能的变压器，其特征在于所述分接开关为条式无励磁分接开关，在分接开关某一档位连接到所述绕组的高压出线处的连接螺栓上安装放电装置；所述放电装置的材料为为钢质，其底部为圆柱体，顶部为圆锥体，圆心角120度，底部圆柱体攻丝，内螺纹尺寸与螺栓相匹配。专利摘要本技术涉及变压器故障模拟领域，尤其是一种具备常见故障模拟功能的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备常见故障模拟功能的变压器，其包括变压器器身，所述变压器器身内设置有硅钢片铁芯，所述硅钢片铁芯上绕制有绕组，其特征在于：所述变压器器身的顶部设置有3个铁芯接地套管，从硅钢片铁芯引出三根接地线至铁芯接地套管，其中第一接地线、第二接地线从约25%片级位置的两片相邻硅钢片处引出，第三接地线从约75%片级位置的硅钢片处引出，三个铁芯接地套管分别引出一根接地线用于在外部实现接地或断开。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢齐家，阮羚，聂德鑫，伍志荣，卢文华，张海龙，方超，杜玮，孙浩，顾然，
申请(专利权)人：湖北省电力公司电力试验研究院，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：