[发明专利]一种制作变压器绕组缩比模型的方法和系统

说明书

本发明提供一种制作变压器绕组缩比模型的方法和系统。所述方法和系统通过设定变压器绕组缩比模型与实际变压器绕组的比例值，按照所述比例值缩小实际变压器绕组的各部件，并通过设置的比例值和实际变压器绕组绝缘液体的介电常数，计算缩比模型中填充的绝缘液体的介电常数，然后将具有所述介电常数的液体填充入油箱中。本发明所述的制作变压器绕组缩比模型的方法和系统制作所述绕组变形缩比模型简单，而且花费时间少，不仅节约了成本和时间，而且方便实验室内用小传感器测试绕组变形情况，为现场频响法测实际变压器提供前期准备，而且保证缩比模型的谐振频率与实际绕组保持一致，使变压器绕组缩比模型能够真实反映实际变压器绕组的故障。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域,并且更具体地，涉及一种制作变压器绕组缩比模型的方法和系统。

背景技术

变压器绕组变形是指在电动力和机械力的作用下，绕组的尺寸或形状发生不可逆的变化。它包括轴向和径向尺寸的变化，器身位移，绕组扭曲、鼓包和匝间短路等。此外，绕组变形还具有累积效应。因而已有绕组变形的变压器是一种事故隐患，运行时若再遇到较大的过电流作用，则可能发生变压器损坏等重大事故。目前变压器绕组变形故障，已经成为变压器的主要故障之一，因此，必须对变压器绕组进行变形检测并诊断其变形程度，依此开展变压器的预防性维修。

为此，需要研究制定科学可行的检测方法来实现变压器绕组变形的检测，世界上很多国家都对变压器绕组变形检测方法的研究工作上投入了大量的精力，根据变压器是否停运，分在线诊断和离线检测。其中，最常用的绕组变形监测方法是频响法。变压器绕组发生变形之后，绕组的电感、对地电容、匝间电容等参数会发生变化。频响法的工作原理就是通过绕组的频响曲线，反映绕组的分布电感和分布电容的变化，进而判断绕组是否发生变形。

检测并诊断电力变压器绕组变形程度对于变压器，特别是大型变压器具有重大的现实意义和经济价值。在线检测绕组变形程度时，实际的电力变压器绕组仍然带电运行且体积较大，对于设计检测设备及进行绕组变形试验而言，成本较高且不方便。因此有必要设计电气特性相似的变压器绕组缩比模型进行绕组变形研究，并推广到原油浸式变压器绕组。即设计具有相似电气特性的变压器绕组缩比模型代替原模型进行变压器绕组变形试验具有重要的工程实用价值。

目前，国内外学者对变压器缩比模型在电力系统中的应用已有研究，但基于变压器绕组缩比模型对绕组变形频响曲线的影响的研究还较少。K.Zakrzewski仿真设计了变压器缩比模型，对三相变压器缩比模型进行三维建模仿真，分析了原模型电场分布等情况，证明了变压器缩比模型的实用价值，但是缺乏物理实物进行试验验证。M.A.Brubaker等人基于500MVA的变压器原模型建立了一个相似比1/4的缩比模型，并进行了油流带电试验研究。该模型主要研究绝缘油中放电现象，对内部绝缘结构未作简化，只是等比例缩小，结构仍然较复杂。而且没有研究缩比模型参数的折算，不能证明可以将缩比模型的研究成果推广到实际的油浸式变压器。武汉大学阮江军等人基于特高压换流变压器建立了相似比为1/10的缩比模型，对比分析了原模型和缩比模型的磁场分布，基于绕组的多导体传输线模型研究了缩比模型绕组电位分布，同时还对锥形绕组特快速暂态过电压分布进行研究。该模型采用有限元法得到了缩比模型的电感、电容和电阻参数的矩阵，但是同样是基于仿真模型，缺乏实物模型验证仿真结果。

因此，需要一种制作变压器绕组缩比模型的技术，能够通过制作的变压器绕组缩比模型真实反映原绕组故障问题。

发明内容

为了解决现有技术中制作的变压器绕组缩比模型难以真实反映原绕组故障的技术问题，本发明提供一种制作变压器绕组缩比模型的方法，所述方法包括：

测量实际变压器绕组的结构参数，并采集实际变压器绕组油箱中绝缘液体的介电常数，其中，所述结构参数包括变压器绕组直径、辐向匝数、高度，铁芯直径和油箱直径，所述介电常数为第一介电常数；

设置拟制作变压器绕组缩比模型与实际变压器绕组模型的比例值；