干式变压器材质综合系统分析仪的研制

发布时间：2020-11-04 12:41

　　 在常规配网干式变压器的生产过程中,由于铝制线相比铜制线价格低,同时线圈被树脂进行硬包装,用户无法对材质进行判别。所以一些制造厂商为了提高利润率,在生产过程中用铝代替铜作为干式变压器的绕组材质,从而大幅度降低了成本。却造成导电率降低,影响了电流质量,同时造成了安全隐患,此类情况在国家电网公司抽检的过程中频繁发生。针对这种情况当前较为常见的方法是通过变压器吊罩进行检查,但是该方法不仅操作复杂而且会对变压器的绝缘性造成破坏,所以需要采用一种无损的检测设备,本文对变压器参数测试及变压器绕组材质判别方法进行了研究,设计开发了一套配网干式变压器材质综合系统分析设备(全文简称“分析仪”),其为集干式变压器材质检测及容量测试、特性测试、直阻测试、变比测试于一体的仪器。首先从分析仪的功能出发,对分析仪的需求进行分析,然后根据铜铝材质的导电率(电流密度值)不同的特性,最终选择“电流密度法”的材质鉴别方法,电流密度是在导体截面积、直流电阻和变压器容量等参数的测量基础上得出。其次基于以上三个参数的特性进行测试方案设计。对于变压器绕组导体的截面积,采用特制的一个测量绕组,将此线圈套在与变压器同心的铁芯上,施以激励信号,基于电压法,在已知电压和匝数的基础上,各绕组电压的比值即线圈匝数的比值,从而测得其他的线圈匝数。对于变压器的直流电阻,由于被测阻值较小,平衡电桥法和压降法都存在误差,所以采用“四线法”对变压器的直流电阻进行测试。对于变压器的容量,首先根据阻抗电压法计算变压器的容量,然后依据这个容量下的空载损耗、短路损耗和变压器技术参数展开测量,依据损耗能否在国标所能达到的误差范围之内进行判别变压器的真实容量。最后采用LabVIEW软件建立了分析仪的软件测试平台,并介绍了软件的设计功能及可行性。针对此分析仪对四台变压器的材质以及各参数进行现场测试,测量结果显示变压器容量测试存在4.53%的误差,不影响容量的判断,同时材质判断结果准确。论文研制的配网干式变压器材质综合系统分析仪实现了对干式变压器的材质的判别,同时能够测量出干式变压器的空负载损耗、直流电阻以及变压器容量等参数。证明了该设备的有效性和可行性。
【学位单位】：沈阳工程学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM412
【部分图文】：

程学院硕士学位论文 2 分析仪功能介绍及方案选择2 分析仪需求分析及方案选择随着电力技术的不断进步，使得变压器的应用越来越普遍，在市场上也越来越受欢因此，变压器材质就成为电力技术重要研究对象之一，同时对于匝数测试、直流电试、容量测试以及变压器的绕组材质测试也至关重要。 分析仪功能介绍该设备主要有容量测试模块、直流电阻测试模块、变压器特性参数测试模块、匝数模块、运算控制模块、显示和输入输出模块。如图 2.1 所示，在硬件设计过程中了多次升级，整合部分功能，重新使设计了部分模块如：输入输出显示模块、电压采样模块、运算控制模块等，利用大规模可编程门阵列器件来转换数据通讯和功能统具有硬件结构简化、降低技术复杂程度，稳定性能的优点。

- 9 -图 2.2 测试过程流程图Fig.2.2 Test Process Flow Chart的关键技术主要研究参数为：变压器变比、及容量和变压器的电流密度。绕组导体截面积的确定：本文主要采用了匝比法对变压器绕组而求出导体截面积；的直流电阻测试方法的确定[49]：在直流电阻的测量方面，现有桥法和压降法，本文主要采用四线法进行直流电阻的测量；

四线法的直流电阻测试方法和基于三元素法的容量测试方组材质的鉴别[53-59]。组导体的截面积确定行变压器导体截面积的确定方法的研究[37]，该参数将用于要步骤如下：截面积方面，没有可以利用的现成参数，其厂家给出的数据公式：(线包截面积-绝缘部分面积)/匝数=导体截面积，测量的参数包括：线包截面积、绝缘部分截面积、导体匝截面积的测量过程中，需要测得线包截面积和绝缘部分的测得这两个参数，首先对三相干式变压器的结构进行介绍式变压器的线圈结构图，其中 1 为外圈线包，2 为内圈的缘部分的长宽高可以得出线包的截面积和绝缘部分的截面分面积所得即为导线的总截面积。
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本文编号：2870112