[发明专利]一种基于电阻温度系数的变压器绕组材质鉴别方法

说明书

技术领域

本发明属于变压器绕组材质鉴别技术领域。

背景技术

电力变压器，尤其是10kV级别的配电变压器中，长期存在着使用铝线代替铜线的现象。特别是近年来，由于国内外铜价居高不下，铝绕组变压器的数量呈现大幅度增加的趋势。现行尚未对变压器绕组的材质做出限定，但要求若使用铝绕组需在变压器型号上明确标识。目前市面上存在的铝绕组变压器绝大部分则属于生产厂家为了节省成本将绕组由铜线偷换为铝线的情况，电力用户在购买和运行时并不知情。

由于铜铝材质特性上的差异，铝绕组变压器本身存在着性能上的不足。同时变压器生产企业数量巨大，许多不具备质量控制和试验检测等必要能力的小企业混迹其中，其生产的铝绕组变压器质量更是难以保证。根据国家电网公司变压器类设备事故统计分析表明：变压器绕组是变压器损坏事故的主要损坏部位，超过总损坏事故的70％，其中绕组抗短路强度不够和绝缘有缺陷是损坏事故的主要原因。由事故分析可见，变压器绕组的质量问题极易引起安全事故，使用现有的铝绕组变压器将极大地增加变压器损坏的风险，在整个电力系统运行中埋下安全隐患。因此必须加强变压器绕组的质量控制，甄别出电力系统中以次充好的铝绕组变压器。

我国电力变压器出厂必须经过例行试验、型式试验和特殊试验，其中与变压器绕组密切相关的试验包括：绕组电阻测量、短路试验、空载试验、温升试验等。这些试验都不能用于检测铝绕组变压器，国内外也没有相关的研究。

目前，设备管理部门只能通过吊罩后破坏绕组绝缘才能检测出绕组导体类型。但是，该方法费时费力、准确度不高同时具有不可逆性。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种可有效无损的鉴别变压器绕组材质的方法，以简单快捷地实现铜铝绕组变压器的鉴别。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种基于电阻温度系数的变压器绕组材质鉴别方法，步骤为：

1)将待测变压器放置于20-100℃的高温试验箱中，周围布置4个测温点，分别为：顶层油温点、绕组接头点、正面底部点、背面顶部点，通过测量这四个点的温度来判断变压器绕组的温度；改变高温试验箱的温度，待变压器温度完全稳定即4个测温点的温度相同且与试验箱设定温度一致时，通过变压器直流电阻测试仪测量变压器绕组的直流电阻；

2)对测量得到的不同温度下的变压器绕组直流电阻值进行数据分析：

铜和铝的电阻随温度的变化关系分别如式(1)和(2)所示：

R_t＝R₀(1+4.666×10^-3t)(2)

式中：Rt为金属材料在t℃时的电阻值；R0为0℃时的电阻值；t为摄氏温度；

根据式(1)和式(2)分别得到铜和铝的电阻温度分度表，取铜和铝电阻温度分度表值的平均值作为基于电阻温度系数变压器绕组材质鉴别方法的参考值形成表格；

对试验测得的不同温度下的变压器绕组直流电阻值数据进行分析；设试验测得变压器绕组在t1℃、t2℃时的直流电阻值分别为R1、R2，通过查基于电阻温度系数变压器绕组材质鉴别方法的参考值表格得两对应温度点t1℃、t2℃时的值分别为k1、k2；若R2/R1大于k2/k1，则判定绕组材质为铝，若R2/R1小于k2/k1，则判定绕组材质为铜。

本发明为了有效甄别变压器绕组材料是铜还是铝，提出了基于电阻温度系数的变压器绕组材质鉴别方法。通过测量变压器绕组不同温度时的直流电阻值，由电阻值的变化情况来鉴别绕组材质。测量原理简单，判断准确度高，无需吊罩破坏绕组绝缘，是一种无损检测方法。

附图说明

图1是基于电阻温度系数的变压器绕组材质鉴别方法示意图；

图2显示铜的一次函数和三次函数电阻温度关系式的相对误差；

图3是铜和铝电阻随温度的关系曲线；

具体实施方式

如图1所示，一种基于电阻温度系数的变压器绕组材质鉴别方法，步骤为：

1)将待测变压器放置于高温试验箱(20-100℃)中，周围布置4个测温点，分别为：顶层油温点、绕组接头点、正面底部点、背面顶部点，通过测量这四个点的温度来判断变压器绕组的温度；改变高温试验箱的温度，待变压器温度完全稳定即4个测温点的温度相同且与试验箱设定温度一致时，通过变压器直流电阻测试仪测量变压器绕组的直流电阻；

2)对测量得到的不同温度下的变压器绕组直流电阻值进行数据分析：