一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置及其試驗(yàn)方法
【專利摘要】一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，用于配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的定量研究，包括腔體系統(tǒng)和管道系統(tǒng)；所述的腔體系統(tǒng)包括有腔體、密封腔體用封蓋及至于腔體內(nèi)的電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀，在所述的腔體上開設(shè)有一個(gè)進(jìn)油口和至少兩個(gè)出油口，在所述的封蓋上開設(shè)有至少三個(gè)開孔，在所述的開孔內(nèi)置入深度可控的溫度檢測(cè)器及模擬熱源器；所述的管道系統(tǒng)包括管路、油泵、油加熱器及合流器，所述的管路為通向進(jìn)油口的進(jìn)油管路及連接于出油口的出油通路；在所述的進(jìn)油管路上設(shè)置油加熱器及油泵，所述的出油通路通過(guò)合流器匯總后重新匯入進(jìn)油管路。本發(fā)明能夠配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的定量研究，為定性研究提供反饋，充實(shí)定性研究的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置及其試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別地為變壓器油老化過(guò)程中絕緣性能檢測(cè)與試驗(yàn)，具體涉及一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置及其試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器油在老化過(guò)程中的絕緣性能，包括電阻率、介電常數(shù)、擊穿場(chǎng)強(qiáng)等，長(zhǎng)期受到學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注，尤其是對(duì)變壓器油老化過(guò)程中絕緣性能變化的實(shí)時(shí)檢測(cè)、定量分析缺乏有效技術(shù)有段和試驗(yàn)裝置。同時(shí)，這類試驗(yàn)裝置的缺乏，也妨礙學(xué)術(shù)界對(duì)變壓器油絕緣熱老化機(jī)理的深入分析和研究。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01210542097.X，名稱為“變壓器油取樣模擬裝置”的裝置含有柜體，在柜體的外表面上設(shè)有N個(gè)變壓器油取樣閥，在柜體內(nèi)設(shè)有氣泵、儲(chǔ)氣罐、三通、壓力表、壓力調(diào)節(jié)閥、油箱和分流閥，氣泵的出氣口與儲(chǔ)氣罐的入口連通，儲(chǔ)氣罐的出口通過(guò)三通分別與壓力表的進(jìn)氣口和壓力調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣口連通，壓力調(diào)節(jié)閥的出氣口與油箱的進(jìn)氣口連通，油箱的出油口與分流閥的進(jìn)油口連通，分流閥的N個(gè)出油口分別與N個(gè)變壓器油取樣閥的進(jìn)油口連通；柜體的外表面上還設(shè)有顯示器和按鍵，柜體內(nèi)還設(shè)有智能控制器，智能控制器可對(duì)油溫和油壓進(jìn)行控制。但是該發(fā)明涉及的是一種變壓器內(nèi)取油裝置，該裝置用于輔助變壓器油的定性研究，與本發(fā)明中的目的不同。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01310016098.5，名稱為“變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合老化與局部放電一體化實(shí)驗(yàn)裝置”公開了一種實(shí)驗(yàn)裝置，并提供了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)裝置包括高壓部分、低壓部分和密封罐部分。該裝置能為變壓器油紙絕緣缺陷模型提供電熱聯(lián)合老化以及局部放電試驗(yàn)平臺(tái)。裝置能夠提供油中電暈放電、沿面放電以及氣隙放電模型的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置具有良好的氣密性，能隔絕外界空氣等的影響。整個(gè)系統(tǒng)自身不產(chǎn)生局部放電，裝置不會(huì)產(chǎn)生影響局放的銹蝕等雜質(zhì)，能保證局放實(shí)驗(yàn)的可靠性。但是該裝置及方法針對(duì)的首先是絕緣油紙，其次該裝置內(nèi)油溫為處處相當(dāng)或相等，不能實(shí)現(xiàn)油溫梯度變化等場(chǎng)合的實(shí)驗(yàn)需要。
[0005]可見，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏能夠?qū)ψ儔浩饔屠匣^(guò)程中絕緣性能變化的實(shí)時(shí)檢測(cè)、定量分析的有效技術(shù)手段和試驗(yàn)裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為解決以上問題，實(shí)現(xiàn)可產(chǎn)生不同溫度場(chǎng)和流速的變壓器油檢測(cè)環(huán)境，用于配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的實(shí)時(shí)檢測(cè)、定量研究，為變壓器油的定性分析研究提供反饋，以便于在不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境下，對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油實(shí)時(shí)進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)，充實(shí)定性研究的準(zhǔn)確性，本發(fā)明提供了一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置。其技術(shù)方案具體如下:
[0007]—種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，用于配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的定量研究，其特征在于:
[0008]所述的溫度流速控制裝置包括腔體系統(tǒng)和管道系統(tǒng)；
[0009]所述的腔體系統(tǒng)包括用于盛放變壓器油的腔體(I)、密封腔體用封蓋(2)及電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀⑶；
[0010]在所述的腔體上開設(shè)有一個(gè)進(jìn)油口(4)和至少兩個(gè)出油口(5)，
[0011]在所述的密封腔體用封蓋上設(shè)有至少三個(gè)開孔，
[0012]在所述的開孔內(nèi)置有溫度檢測(cè)器(6)及模擬熱源器(7)；
[0013]所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀用于實(shí)現(xiàn)變壓器油電化學(xué)性質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
[0014]所述的管道系統(tǒng)包括管路、油泵、油加熱器、合流器及流量調(diào)節(jié)器，
[0015]所述的管路包括連接于出油口的出油管路(8-1、8_2)及通向進(jìn)油口的進(jìn)油管路
(9)，
[0016]所述的出油管路與進(jìn)油管路通過(guò)合流器(11)實(shí)現(xiàn)交換連接，將不同深度處的變壓器油合流回注；
[0017]所述的流量調(diào)節(jié)器(13)設(shè)置于各個(gè)出油管路上，
[0018]所述的油加熱器(10)設(shè)置于進(jìn)油管路上，
[0019]所述的油泵(12)設(shè)置于各個(gè)出油管路上的出油口與合流器之間；
[0020]所述溫度檢測(cè)器的插入深度可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)不同深度處變壓器油的試驗(yàn)溫度監(jiān)測(cè)；
[0021]所述的流量調(diào)節(jié)器與所述的油加熱器配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)合流后的變壓器油進(jìn)行流速調(diào)節(jié)和加熱；
[0022]所述模擬熱源器的發(fā)熱功率可調(diào)，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)熱功率配合調(diào)節(jié)模擬熱源器的插入深度，用以模擬變壓器繞組不同部位的局部發(fā)熱；
[0023]所述的溫度流速控制裝置通過(guò)控制模擬熱源器功率、油加熱器功率，改變腔體內(nèi)溫度梯度的大小和分布，產(chǎn)生不同的變壓器油老化條件實(shí)現(xiàn)溫度流速控制裝置在不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境下，對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油進(jìn)行絕緣性能的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的進(jìn)油口開設(shè)于腔體壁側(cè)上端，所述的出油口開設(shè)于腔體壁上出油口的對(duì)角線位置。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的流量調(diào)節(jié)器為手動(dòng)或電控閥門。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀為電化學(xué)傳感器或三電極監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的油泵為壓力可控泵，通過(guò)對(duì)所述油泵的控制，對(duì)不同深度處的變壓器油施加設(shè)定的壓強(qiáng)，通過(guò)控制該壓強(qiáng)以實(shí)現(xiàn)不同深度處變壓器油的不同流速，以模擬復(fù)雜的變壓器油流場(chǎng)環(huán)境。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的模擬熱源器和油加熱器為可控硅加熱器或其他加熱功率可控的加熱器。
[0029]本發(fā)明還提供了一種用于變壓器油絕緣熱老化的試驗(yàn)方法，其特征在于所述方法通過(guò)腔體系統(tǒng)中的作業(yè)單元協(xié)同管道系統(tǒng)中的作業(yè)單元實(shí)現(xiàn)，所述的腔體系統(tǒng)中的作業(yè)單元包括有溫度檢測(cè)器、電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀、模擬熱源器，所述的管道系統(tǒng)中的作業(yè)單元包括有油泵、流量調(diào)節(jié)器、合流器及油加熱器，所述的試驗(yàn)方法包括如下步驟:
[0030]S1:安裝好腔體系統(tǒng)和管道系統(tǒng)中的各元件，
[0031]調(diào)節(jié)置入腔體內(nèi)的溫度檢測(cè)器，使各個(gè)溫度檢測(cè)器處于等同深度處，
[0032]調(diào)節(jié)模擬熱源器在正常的發(fā)熱開度，
[0033]調(diào)節(jié)油泵在正常的工作壓力，
[0034]調(diào)節(jié)油加熱器在正常的加熱工作狀態(tài)，
[0035]測(cè)試恒溫恒流恒壓下的變壓器油的性質(zhì)；
[0036]S2:調(diào)節(jié)置入腔體內(nèi)的溫度檢測(cè)器；
[0037]調(diào)節(jié)模擬熱源器的發(fā)熱功率；
[0038]調(diào)節(jié)油泵的壓力；
[0039]調(diào)節(jié)油加熱器的加熱功率；
[0040]并將以上各個(gè)變量調(diào)節(jié)排列組合成矩陣式架構(gòu)采樣，
[0041]測(cè)試不同作業(yè)情況下的變壓器油的性質(zhì)；
[0042]S3:在步驟S2中，加入流量調(diào)節(jié)器，在復(fù)雜的作業(yè)情況下加入流速變動(dòng)因素，測(cè)試變壓器油的性質(zhì)。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一種用于變壓器油絕緣熱老化的試驗(yàn)方法，其特征在于所述的方法采用腔體系統(tǒng)中的模擬熱源器模擬變壓器工作繞組局部發(fā)熱導(dǎo)致的變壓器油局部過(guò)熱，采用油加熱器對(duì)流經(jīng)管道的變壓器油進(jìn)行均勻加熱，通過(guò)油泵和流量調(diào)節(jié)器將腔內(nèi)的變壓器油強(qiáng)制流動(dòng)，從而使腔體內(nèi)的變壓器油達(dá)到整體過(guò)熱；
[0044]所述的方法通過(guò)對(duì)熱源功率、加熱器功率的控制，可改變腔體溫度梯度的大小和分布，產(chǎn)生不同的變壓器油老化條件；
[0045]所述的方法可產(chǎn)生不同溫度場(chǎng)和流速的變壓器油檢測(cè)環(huán)境，用于配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的實(shí)時(shí)檢測(cè)、定量研究，為變壓器油的定性分析研究提供反饋，以便于在不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境下，對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油實(shí)時(shí)進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)。
[0046]本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):
[0047]1、本發(fā)明的溫度流速控制裝置，能夠配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的定量研究，為定性研究提供反饋，充實(shí)定性研究的準(zhǔn)確性；
[0048]2、該裝置是實(shí)際電力變壓器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，可模擬變壓器的實(shí)際工狀，成本低，適合于變壓器油老化理論研究；
[0049]3、該裝置內(nèi)可產(chǎn)生不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境，以便對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)；同時(shí)，在變壓器油老化的過(guò)程中，檢測(cè)系統(tǒng)可直接放入裝置內(nèi)，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)而無(wú)需取油；
[0050]4、該裝置可同時(shí)模擬變壓器油局部過(guò)熱和整體過(guò)熱兩種工狀，在加過(guò)程中可對(duì)變壓器油的溫度場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，且可結(jié)合變壓器油流動(dòng)速度，研究油絕緣老化機(jī)理。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0051]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖2為本發(fā)明中的管道控制示意圖；
[0053]圖3為本發(fā)明中腔體的溫度場(chǎng)分布示意圖；
[0054]圖3-1為熱源功率改變前腔體的溫度場(chǎng)分布效果圖；
[0055]圖3-2為熱源功率改變后腔體的溫度場(chǎng)分布效果圖。
[0056]圖中，I為腔體；2為封蓋；3為電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀；4為進(jìn)油口 ；5為出油口 ；6為溫度檢測(cè)器；7為模擬熱源器；8-1為出油管路I ;8-2為出油管路2 ;9為進(jìn)油管路；10為油加熱器；11為合流器；12為油泵；13為流量調(diào)節(jié)器。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面，根據(jù)說(shuō)明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置及其試驗(yàn)方法作進(jìn)一步具體說(shuō)明。
[0058]如圖1所示的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，用于配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的定量研究，包括腔體系統(tǒng)和管道系統(tǒng)；
[0059]所述的腔體系統(tǒng)包括用于盛放變壓器油的腔體(I)、密封腔體用封蓋(2)及電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀⑶；
[0060]在所述的腔體上開設(shè)有一個(gè)進(jìn)油口(4)和至少兩個(gè)出油口(5)，在所述的密封腔體用封蓋上設(shè)有至少三個(gè)開孔，在所述的開孔內(nèi)置有溫度檢測(cè)器(6)及模擬熱源器(7)；
[0061]所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀用于實(shí)現(xiàn)變壓器油電化學(xué)性質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
[0062]所述的管道系統(tǒng)包括管路、油泵、油加熱器、合流器及流量調(diào)節(jié)器，所述的管路包括連接于出油口的出油管路(8-1、8-2)及通向進(jìn)油口的進(jìn)油管路(9)，所述的出油管路與進(jìn)油管路通過(guò)合流器(11)實(shí)現(xiàn)交換連接，將不同深度處的變壓器油合流回注；
[0063]所述的流量調(diào)節(jié)器(13)設(shè)置于各個(gè)出油管路上，所述的油加熱器(10)設(shè)置于進(jìn)油管路上，所述的油泵(12)設(shè)置于各個(gè)出油管路上的出油口與合流器之間；
[0064]所述溫度檢測(cè)器的插入深度可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)不同深度處變壓器油的試驗(yàn)溫度監(jiān)測(cè)；所述的流量調(diào)節(jié)器與所述的油加熱器配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)合流后的變壓器油進(jìn)行流速調(diào)節(jié)和加熱；所述模擬熱源器的發(fā)熱功率可調(diào)，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)熱功率配合調(diào)節(jié)模擬熱源器的插入深度，用以模擬變壓器繞組不同部位的局部發(fā)熱；所述的溫度流速控制裝置通過(guò)控制模擬熱源器功率、油加熱器功率，改變腔體內(nèi)溫度梯度的大小和分布，產(chǎn)生不同的變壓器油老化條件實(shí)現(xiàn)溫度流速控制裝置在不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境下，對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油進(jìn)行絕緣性能的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
[0065]進(jìn)一步地，所述的進(jìn)油口開設(shè)于腔體壁側(cè)上端，所述的出油口開設(shè)于腔體壁上出油口的對(duì)角線位置。
[0066]進(jìn)一步地，所述的流量調(diào)節(jié)器為手動(dòng)或電控閥門。
[0067]進(jìn)一步地，所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀為電化學(xué)傳感器或三電極監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0068]進(jìn)一步地，所述的油泵為壓力可控泵，通過(guò)對(duì)所述油泵的控制，對(duì)不同深度處的變壓器油施加設(shè)定的壓強(qiáng)，通過(guò)控制該壓強(qiáng)以實(shí)現(xiàn)不同深度處變壓器油的不同流速，以模擬復(fù)雜的變壓器油流場(chǎng)環(huán)境。
[0069]進(jìn)一步地，所述的模擬熱源器和油加熱器為可控硅加熱器或其他加熱功率可控的加熱器。
[0070]基于上述裝置，本發(fā)明還提供了一種用于變壓器油絕緣熱老化的試驗(yàn)方法，其特征在于所述方法通過(guò)所述腔體系統(tǒng)中的各個(gè)單元協(xié)同所述管道系統(tǒng)中的各個(gè)單元實(shí)現(xiàn)，所述的腔體系統(tǒng)中的作業(yè)單元包括有溫度檢測(cè)器、電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀、模擬熱源器，所述的管道系統(tǒng)中的作業(yè)單元包括有油泵、流量調(diào)節(jié)器、合流器及油加熱器，所述的試驗(yàn)方法包括如下步驟:
[0071]S1:安裝好腔體系統(tǒng)和管道系統(tǒng)中的各元件，
[0072]調(diào)節(jié)置入腔體內(nèi)的溫度檢測(cè)器，使各個(gè)溫度檢測(cè)器處于等同深度處，
[0073]調(diào)節(jié)模擬熱源器在正常的發(fā)熱開度，
[0074]調(diào)節(jié)油泵在正常的工作壓力，
[0075]調(diào)節(jié)油加熱器在正常的加熱工作狀態(tài)，
[0076]測(cè)試恒溫恒流恒壓下的變壓器油的性質(zhì)；
[0077]S2:調(diào)節(jié)置入腔體內(nèi)的溫度檢測(cè)器，例如在兩個(gè)溫度檢測(cè)器的情況下，將一個(gè)溫度檢測(cè)器置于更深的位置；
[0078]調(diào)節(jié)模擬熱源器的發(fā)熱功率，例如增大更深入位置處熱源器的發(fā)熱功率；
[0079]調(diào)節(jié)油泵的壓力，例如增大較深處出油管的泵壓力；
[0080]調(diào)節(jié)油加熱器的加熱功率，例如增大該功率；
[0081]此時(shí)，對(duì)電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀所在處的變壓器油，其溫度場(chǎng)條件發(fā)生變化；
[0082]并將以上各個(gè)變量調(diào)節(jié)排列組合成矩陣式架構(gòu)采樣，便于研究不同溫度場(chǎng)老化條件下的變壓器油性質(zhì)；
[0083]S3:在步驟S2中，加入流量調(diào)節(jié)器，在復(fù)雜的作業(yè)情況下加入流速變動(dòng)因素，測(cè)試變壓器油的性質(zhì)。
[0084]進(jìn)一步地，所述的方法采用腔體系統(tǒng)中的模擬熱源器模擬變壓器工作繞組局部發(fā)熱導(dǎo)致的變壓器油局部過(guò)熱，采用油加熱器對(duì)流經(jīng)管道的變壓器油進(jìn)行均勻加熱，通過(guò)油泵和流量調(diào)節(jié)器將腔內(nèi)的變壓器油強(qiáng)制流動(dòng)，從而使腔體內(nèi)的變壓器油達(dá)到整體過(guò)熱；
[0085]所述的方法通過(guò)對(duì)熱源功率、加熱器功率的控制，可改變腔體溫度梯度的大小和分布，產(chǎn)生不同的變壓器油老化條件；
[0086]所述的方法可產(chǎn)生不同溫度場(chǎng)和流速的變壓器油檢測(cè)環(huán)境，用于配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的實(shí)時(shí)檢測(cè)、定量研究，為變壓器油的定性分析研究提供反饋，以便于在不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境下，對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油實(shí)時(shí)進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)。
[0087]工作過(guò)程如圖1、2所示:
[0088]完成各個(gè)零部件的裝配后，首先設(shè)置各個(gè)溫度檢測(cè)器在等高的水平度，讓模擬熱源器處于正常工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)油加熱器，在腔體內(nèi)產(chǎn)生一定的溫度場(chǎng)，并實(shí)驗(yàn)不同恒溫值下的變壓器油性質(zhì)；其次，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度監(jiān)測(cè)器的深度實(shí)現(xiàn)不同溫度場(chǎng)分布的模擬，通過(guò)調(diào)節(jié)油泵改變變壓器油的壓強(qiáng)，從而模擬實(shí)現(xiàn)不同深度處變壓器油的流速，通過(guò)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)變壓器油的不同流速模擬，通過(guò)不同的變化配合，改變腔體內(nèi)溫度梯度的大小和分布，產(chǎn)生不同的變壓器油老化條件，所述的合流器將不同深度處的變壓器油合流回注。
[0089]如圖3所示為腔體內(nèi)溫度場(chǎng)分布示意圖，通過(guò)改變模擬熱源器的發(fā)熱功率，即可實(shí)現(xiàn)腔體內(nèi)不同的溫度場(chǎng)分布，模擬變壓器繞組不同不問的局部發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)油溫梯度變化等場(chǎng)合的實(shí)驗(yàn)需要。圖3-1為未改變前腔體內(nèi)的溫度場(chǎng)分布效果圖，圖3-2為改變后腔體內(nèi)新的溫度場(chǎng)分布效果圖。
[0090]通過(guò)采用本發(fā)明的裝置和方法，可以實(shí)現(xiàn)下列模擬實(shí)驗(yàn):
[0091]1、變壓器油局部過(guò)熱模擬:
[0092]采用端蓋上的模擬熱源對(duì)變壓器油進(jìn)行快速加熱，并通過(guò)分布于腔體內(nèi)的溫度傳感器測(cè)量腔體內(nèi)的溫度場(chǎng)分布，在此過(guò)程中管道系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)變壓器油流動(dòng)，從而系統(tǒng)研究變壓器油局部過(guò)熱過(guò)程中的油絕緣老化機(jī)理。
[0093]2、變壓器油整體過(guò)熱模擬:
[0094]采用管道加熱器對(duì)流經(jīng)管道的變壓器油進(jìn)行均勻加熱，通過(guò)油泵和流量調(diào)節(jié)器將腔內(nèi)的變壓器油強(qiáng)制流動(dòng)，從而使腔體內(nèi)的變壓器油達(dá)到整體過(guò)熱，在此過(guò)程中測(cè)量腔內(nèi)的溫度場(chǎng)分布，結(jié)合變壓器油流動(dòng)速度，系統(tǒng)研究變壓器油整體熱時(shí)的油絕緣老化機(jī)理。
[0095]本發(fā)明的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其在溫度流速控制裝置內(nèi)可產(chǎn)生不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境，以便對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)；同時(shí)，在變壓器油老化的過(guò)程中，電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀或相應(yīng)的檢測(cè)系統(tǒng)可直接放入溫度流速控制裝置內(nèi)，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)而無(wú)需取油；其能夠配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的定量研究，為定性研究提供反饋，充實(shí)定性研究的準(zhǔn)確性。
【權(quán)利要求】
1.一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，用于配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的定量研究，其特征在于: 所述的溫度流速控制裝置包括腔體系統(tǒng)和管道系統(tǒng)； 所述的腔體系統(tǒng)包括用于盛放變壓器油的腔體(I)、密封腔體用封蓋(2)及電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀⑶； 在所述的腔體上開設(shè)有一個(gè)進(jìn)油口(4)和至少兩個(gè)出油口(5)， 在所述的密封腔體用封蓋上設(shè)有至少三個(gè)開孔， 在所述的開孔內(nèi)置有溫度檢測(cè)器(6)及模擬熱源器(7)； 所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀用于實(shí)現(xiàn)變壓器油電化學(xué)性質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； 所述的管道系統(tǒng)包括管路、油泵、油加熱器、合流器及流量調(diào)節(jié)器， 所述的管路包括連接于出油口的出油管路(8-1、8-2)及通向進(jìn)油口的進(jìn)油管路(9),所述的出油管路與進(jìn)油管路通過(guò)合流器(11)實(shí)現(xiàn)交換連接，將不同深度處的變壓器油合流回注； 所述的流量調(diào)節(jié)器(13)設(shè)置于各個(gè)出油管路上， 所述的油加熱器(10)設(shè)置于進(jìn)油管路上， 所述的油泵(12)設(shè)置于各個(gè)出油管路上的出油口與合流器之間； 所述溫度檢測(cè)器的插入深度可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)不同深度處變壓器油的試驗(yàn)溫度監(jiān)測(cè)；所述的流量調(diào)節(jié)器與所述的油加熱器配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)合流后的變壓器油進(jìn)行流速調(diào)節(jié)和加熱； 所述模擬熱源器的發(fā)熱功率可調(diào)，通過(guò)調(diào)節(jié)其發(fā)熱功率，配合調(diào)節(jié)模擬熱源器的插入深度，用以模擬變壓器繞組不同部位的局部發(fā)熱； 所述的溫度流速控制裝置通過(guò)控制模擬熱源器功率、油加熱器功率，改變腔體內(nèi)溫度梯度的大小和分布，產(chǎn)生不同的變壓器油老化條件；實(shí)現(xiàn)溫度流速控制裝置在不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境下，對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油進(jìn)行絕緣性能的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的進(jìn)油口開設(shè)于腔體壁側(cè)上端，所述的至少兩個(gè)出油口分別開設(shè)于腔體壁上的對(duì)角線位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的流量調(diào)節(jié)器為手動(dòng)或電控閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀為電化學(xué)傳感器或三電極監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的油泵為壓力可控泵，通過(guò)對(duì)所述油泵的控制，對(duì)不同深度處的變壓器油施加設(shè)定的壓強(qiáng)，通過(guò)控制該壓強(qiáng)以實(shí)現(xiàn)不同深度處變壓器油的不同流速，以模擬復(fù)雜的變壓器油流場(chǎng)環(huán)境。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器油絕緣熱老化試驗(yàn)的溫度流速控制裝置，其特征在于所述的模擬熱源器和油加熱器為可控硅加熱器或其他加熱功率可控的加熱器。
7.一種用于變壓器油絕緣熱老化的試驗(yàn)方法，其特征在于所述方法通過(guò)腔體系統(tǒng)中的作業(yè)單元協(xié)同管道系統(tǒng)中的作業(yè)單元實(shí)現(xiàn)，所述的腔體系統(tǒng)中的作業(yè)單元包括有溫度檢測(cè)器、電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀、模擬熱源器，所述的管道系統(tǒng)中的作業(yè)單元包括有油泵、流量調(diào)節(jié)器、合流器及油加熱器，所述的試驗(yàn)方法包括如下步驟: S1:安裝好腔體系統(tǒng)和管道系統(tǒng)中的各元件， 調(diào)節(jié)置入腔體內(nèi)的溫度檢測(cè)器，使各個(gè)溫度檢測(cè)器處于等同深度處， 調(diào)節(jié)模擬熱源器在正常的發(fā)熱開度， 調(diào)節(jié)油泵在正常的工作壓力， 調(diào)節(jié)油加熱器在正常的加熱工作狀態(tài)， 測(cè)試恒溫恒流恒壓下的變壓器油的性質(zhì)； 52:調(diào)節(jié)置入腔體內(nèi)的溫度檢測(cè)器； 調(diào)節(jié)模擬熱源器的發(fā)熱功率； 調(diào)節(jié)油泵的壓力； 調(diào)節(jié)油加熱器的加熱功率； 并將以上各個(gè)變量調(diào)節(jié)排列組合成矩陣式架構(gòu)采樣， 測(cè)試不同作業(yè)情況下的變壓器油的性質(zhì)； 53:在步驟S2中，加入流量調(diào)節(jié)器，在復(fù)雜的作業(yè)情況下加入流速變動(dòng)因素，測(cè)試變壓器油的性質(zhì)。
8.一種用于變壓器油絕緣熱老化的試驗(yàn)方法，其特征在于所述的方法采用腔體系統(tǒng)中的模擬熱源器模擬變壓器工作繞組局部發(fā)熱導(dǎo)致的變壓器油局部過(guò)熱，采用油加熱器對(duì)流經(jīng)管道的變壓器油進(jìn)行均勻加熱，通過(guò)油泵和流量調(diào)節(jié)器將腔內(nèi)的變壓器油強(qiáng)制流動(dòng)，從而使腔體內(nèi)的變壓器油達(dá)到整體過(guò)熱； 所述的方法通過(guò)對(duì)熱源功率、加熱器功率的控制，可改變腔體溫度梯度的大小和分布，產(chǎn)生不同的變壓器油老化條件； 所述的方法可產(chǎn)生不同溫度場(chǎng)和流速的變壓器油檢測(cè)環(huán)境，用于配合實(shí)現(xiàn)變壓器油絕緣熱老化的實(shí)時(shí)檢測(cè)、定量研究，為變壓器油的定性分析研究提供反饋，以便于在不同的溫度場(chǎng)和流速環(huán)境下，對(duì)不同老化條件和老化過(guò)程下的變壓器油實(shí)時(shí)進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104297648SQ201410550829
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】吳劍敏, 黃華, 陳超杰, 胡嘉磊, 吳建東, 尹毅 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)上海市電力公司