[发明专利]一种大型牵引变压器闭环式干燥的工艺方法

摘要

本发明公开了一种大型牵引变压器闭环式干燥的工艺方法，目前生产中干燥工艺主要包括第一次整体烘燥与第二次气相干燥，其中第二次气相干燥是主要干燥过程，目前实际生产中判断第二次气相干燥结束的依据不能够准确的、定量的检测、评估大型牵引变压器的干燥效果，致使生产效率较低，造成了资源与能源的浪费，本发明的主要步骤为：1)初始特征参数获取，2)整体烘燥，3)气相干燥，4)干燥效果检验，5)完成干燥工艺。本发明所提出的干燥方法采用闭环反馈的方式控制大型卷铁芯牵引变压器的干燥工艺，能够得到干燥后大型卷铁芯牵引变压器的水分含量，提高大型卷铁芯牵引变压器干燥的效率。

主权项

1.一种大型牵引变压器闭环式干燥的工艺方法，其特征在于，包含以下步骤：第一步：初始特征参数获取1.1检验准备及测试接线将待干燥的牵引变压器的高压绕组进线端与高压绕组出线端短接，然后与频域介电谱测试仪电压输出端连接，将待干燥的牵引变压器的低压绕组进线端与低压绕组出线端短接，然后与频域介电谱测试仪电压输入端连接，测试环境温度并记为T，单位为℃；1.2频域介电谱测试设置输出电压为1400伏特，设置测试频率范围为0.001Hz至1kHz，开启频域介电谱测试仪对待干燥的牵引变压器进行频域介电谱测试，得到环境温度T下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数实部ε′(f_T,T)与相对复介电常数虚部ε″(f_T,T)的频域介电谱；1.3频域介电谱测试结果归算将步骤1.2中测得的环境温度T下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数实部ε′(f_T,T)频域介电谱依据式(1)归算至参考温度15℃，将步骤1.2中测得的环境温度T下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数虚部ε″(f_T,T)频域介电谱依据式(2)归算至参考温度15℃；式中，f_T为环境温度T下频域介电谱的测试频率；所述测试频率包括：0.001Hz、0.00215Hz、0.00464Hz、0.01Hz、0.02154Hz、0.04642Hz、0.1Hz、0.21544Hz、0.46416Hz、1Hz、2.1544Hz、4.6416Hz、10Hz、20Hz、42Hz、60Hz、90Hz、220Hz、470Hz和1000Hz；f_15℃为f_T在参考温度15℃下对应的频率点，式(1)与式(2)中的f_T与f_15℃有如下的表达式：通过对归算至参考温度15℃后的测试结果进行多项式拟合得到参考温度15℃下0.001Hz至1kHz的相对复介电常数实部ε′(f_15℃,15℃)与相对复介电常数虚部ε″(f_15℃,15℃)的频域介电谱曲线；1.4初始特征参数提取采用式(4)、(5)所示ε′(f_15℃,15℃)和ε″(f_15℃,15℃),基于步骤1.3中得到参考温度15℃下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数实部ε′(f_15℃,15℃)与相对复介电常数虚部ε″(f_15℃,15℃)的频域介电谱，使用MATLAB通过非线性最小二乘法进行拟合，进而得到特征参数σ_dc、Δε₁、Δε₂、τ₁、τ₂的初始值，分别记为σ_{dc_0}、Δε_{1_0}、Δε_{2_0}、τ_{1_0}、τ_{2_0}，在进行拟合时为保证模型参数拟合结果的唯一性和准确性，以式(6)为目标函数，当误差平方和θ的值最小时，认为拟合有效；式中，σ_dc为直流电导率，Δε₁为界面极化的弛豫强度，Δε₂为偶极子转向极化的弛豫强度，τ₁为界面极化的弛豫时间，τ₂为偶极子转向极化的弛豫时间，α₁为界面极化的分布参数，α₂为偶极子转向极化的分布参数，ω为角频率，ε′_fit(f_15℃,15℃)为相对复介电常数实部拟合值，ε″_fit(f_15℃,15℃)为相对复介电常数虚部拟合值，ε_∞为高频介电常数；第二步：整体烘燥对大型牵引变压器线圈组进行干燥，干燥环境温度设置为130摄氏度，干燥时间设置为7天；第三步：气相干燥对大型牵引变压器的器身进行二次气相干燥，以煤油蒸汽为加热载体，排除大型卷铁芯牵引变压器的绝缘件的内部水分，本步骤的气相干燥时间设置为2天；第四步：干燥效果检验根据第一步1.4步骤中初始特征参数提取中所示的方法，对干燥后的牵引变压器进行相同的测试，提取大型牵引变压器干燥后的特征参数σ_dc、Δε₁、Δε₂、τ₁、τ₂的值，分别记为σ_{dc_n}、Δε_{1_n}、Δε_{2_n}、τ_{1_n}、τ_{2_n}，其中n为已经干燥的次数，然后通过式(7)计算特征参数变化率H，当变化率H小于0.05时则干燥效果合格进行第五步，如果H大于0.05则干燥效果不合格返回至第三步；第五步：完成干燥工艺；第1.4步骤中初始特征参数提取过程的使用MATLAB通过非线性最小二乘法进行参数拟合时，边界限制条件如下：高频介电常数0<ε_∞<10，直流电导率10^‑11<σ_dc<10^‑4，界面极化弛豫强度0.1<Δε₁<400，界面极化弛豫时间10<τ₁<10000，偶极子转向极化弛豫强度0.1<Δε₂<20，偶极子转向极化弛豫时间10^‑12<τ₂<10^‑6，0<界面极化的分布参数α₁<1，0<偶极子转向极化的分布参数α₂<1。