[发明专利]基于宽范围渐变温度场的变压器电热联合模拟实验装置

说明书

本发明公开了基于宽范围渐变温度场的变压器电热联合模拟实验装置，属于变压器模拟实验技术领域，包括绕组、硅钢片、壳体、温度控制器、高压发生器和显示装置；硅钢片设置于壳体内侧的底部中心位置，硅钢片与壳体之间形成腔体；壳体外侧设置有与腔体连通的油流设备；绕组绕设于硅钢片外侧；硅钢片中心设置有加热装置；壳体外侧包覆有低温制冷装置和低温隔热层；高压发生器与绕组电连接；温度控制器与低温制冷装置、加热装置信号连接；腔体内设置有温度传感器模块和流速传感器模块；显示装置设置于壳体外部。本发明通过热场与冷场的扩散相互作用实现了温度场由内到外、由高温到低温平滑过度，能够模拟变压器在高寒低温环境的实际工作情况。

技术领域

本发明属于变压器模拟实验技术领域，具体涉及一种基于宽范围渐变温度场的变压器电热联合模拟实验装置。

背景技术

油浸式变压器是电力系统中核心的部件，其安全可靠的运行对于电力系统来说尤为重要。在进行油浸式变压器油纸绝缘、油中溶解物以及杂质研究时，往往将其放置在均匀一致热环境中进行，这就导致研究结果与实际误差较大难以得到真实数据。

对高寒地区冬季油浸式变压器进行分析，变压器绕组温度较高甚至达到热点温度，但外界环境严寒，这就导致变压器绕组位置处于较高温度场，变压器外壳位置处于极低温度场，因此在变压器壳体内部温度往往不是均匀一致的，温度由内到外由高温向低温渐变的。现有技术中是在一定温度梯度的热环境下进行，然而在进行油纸绝缘、油中溶解物及杂质微观分析时发现，在温度梯度(温度跃迁)的地方与实际差别较大；并且此温度梯度的方法中温度下限难以达到高寒地区冬季温度要求，试用场合有限。

因此，急需一种能够模拟变压器在高寒地区低温环境实际工作情况的实验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够模拟变压器在高寒地区低温环境实际工作情况的实验装置。本发明采取了如下技术方案：

基于宽范围渐变温度场的变压器电热联合模拟实验装置，包括绕组、硅钢片、壳体、温度控制器、高压发生器和显示装置；

所述硅钢片设置于所述壳体内部的中心位置，所述硅钢片与所述壳体之间形成腔体，用于放置绝缘油；所述壳体外侧设置有与所述腔体连通的油流设备，用于所述腔体内所述绝缘油的循环流动；

所述绕组绕设于所述硅钢片外侧；所述硅钢片与所述绕组之间设置有主绝缘隔板，用于所述绕组与所述硅钢片之间的绝缘；所述硅钢片中心设置有加热装置；所述壳体外侧由内向外依次包覆有低温制冷装置和低温隔热层；

所述高压发生器与所述绕组电连接，设置于所述壳体外部，用于所述绕组升压到所需电压等级；

所述温度控制器设置于所述壳体外侧；所述温度控制器包括低温控制器和高温控制器，分别与所述低温制冷装置、所述加热装置信号连接，用于根据设定温度控制所述低温制冷装置、所述加热装置的启停；

所述腔体内设置有与所述显示装置信号连接的温度传感器模块和流速传感器模块，用于监测不同位置处油温以及油流变化；

所述显示装置设置于所述壳体外部，用于显示根据所述温度传感器和所述流速传感器模块采集的数据绘制出模拟温度场的图像。

进一步地，所述油流设备包括油压控制器、储油箱、油流管道、流速控制器，所述储油箱内部储存多余的绝缘油；所述腔体内的油位通过所述壳体内部油温热胀冷缩和所述油压控制器进行调节；所述壳体上端和下端中心位置分别设置有进油口和出油口，所述进油口和所述出油口通过所述油流管道与所述储油箱连通；所述流速控制器设置于油流管道上，用于控制所述绝缘油的流动速度；所述油流管道上设置有阀门开关，用于控制所述油流管道中绝缘油的流通。

进一步地，所述加热装置为发热片；所述发热片镶嵌于所述硅钢片内部；所述发热片由电热丝压制而成。