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专利号: 2020113920163
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种干式变压器冷却系统性能评估方法,其特征在于,包括:第一步,搭建干式变压器冷却系统性能测试平台所述干式变压器冷却系统评估测试平台,由试验箱(1)、干式变压器绕组(2)、绕组支架(3)、模拟负载电源(4)、变压器冷却系统(5)、冷却系统电源(6)、风速传感器(7)、第一温度传感器(8)、第二温度传感器(9)、第三温度传感器(10)、第四温度传感器(11)、加热装置(12)、加热装置电源(13)、冷却装置(14)、冷却装置电源(15)、温度控制系统(16)、终端主机(17)构成,其中:

模拟负载电源(4)连接干式变压器绕组(2)、冷却系统电源(6)连接变压器冷却系统(5)、加热装置电源(13)连接加热装置(12)、冷却装置电源(15)连接冷却装置(14)以满足平台供电需求;加热装置(12)和冷却装置(14)放置于试验箱(1)顶层,第一温度传感器(8)放置于试验箱(1)内部,三者均与温度控制系统(16)相连构成温度控制模块,通过终端主机(17)控制测试的初始环境温度为设定值;干式变压器绕组(2)与变压器冷却系统(5)相连,由4个绕组支架(3)支撑放于试验箱(1)内部,第二温度传感器(9)、第三温度传感器(10)和第四温度传感器(11)分别放置于干式变压器绕组(2)入风口、中心、出风口三个部位,与终端主机(17)相连,对绕组温度进行实时监测并获取绕组温度随时间的变化曲线;风速传感器(7)放置于变压器冷却系统(5)前方,与终端主机(17)相连,以获取风速随时间的变化曲线;

第二步,高温过载下干式变压器冷却系统性能测试

1)通过温度控制系统(16)使试验箱(1)内部温度稳定为待测干式变压器服役场所最高温度TH,单位为℃,打开并调整模拟负载电源(4)输出使干式变压器绕组(2)工作于负载系数为1.5的过载状态;

2)由第二温度传感器(9)、第三温度传感器(10)、第四温度传感器(11)获得干式变压器绕组(2)对应区域的温度随时间的变化曲线T1(t)、T2(t)、T3(t),在曲线上得出温度第一次达到变压器冷却系统(5)启动温度阈值T0对应时刻t1‑0、t2‑0、t3‑0,最高温度T1‑1、T2‑1、T3‑1及对应时刻t1‑1、t2‑1、t3‑1,稳定后即1小时内温度波动不超过1℃的温度T1‑2、T2‑2、T3‑2及第一次达到该温度的时刻t1‑2、t2‑2、t3‑2,上述温度单位均为℃;

3)由风速传感器(7)得到干式变压器绕组(2)风道入口风速随时间的变化曲线v(t),在2

曲线上得出风速梯度首次大于1m/s时对应的风机启动时刻t0;

4)计算干式变压器绕组(2)入风口、中心、出风口对应区域的变压器冷却系统(5)响应延迟时间Δt1、Δt2、Δt3,单位为min:Δti=t0‑ti‑0,i=1,2,3      (1)

5)计算干式变压器绕组(2)入风口、中心、出风口对应区域的降温指数μ1、μ2、μ3:第三步,低温过载下干式变压器冷却系统性能测试

1)通过温度控制系统(16)使试验箱(1)内部温度稳定为待测干式变压器服役场所最低温度TL,单位为℃,打开并调整模拟负载电源(4)输出使干式变压器绕组(2)工作于负载系数为1.5的过载状态;

2)由第二温度传感器(9)、第三温度传感器(10)、第四温度传感器(11)获得干式变压器绕组(2)对应区域的温度随时间的变化曲线T1'(t)、T2'(t)、T3'(t),在曲线上得出温度第一次达到变压器冷却系统(5)启动温度阈值T0对应时刻t'1‑0、t'2‑0、t'3‑0,最高温度T'1‑1、T'2‑1、T'3‑1及对应时刻t'1‑1、t'2‑1、t'3‑1,稳定后即1小时内温度波动不超过1℃的温度T'1‑2、T'2‑2、T'3‑2及第一次达到该温度的时刻t'1‑2、t'2‑2、t'3‑2,上述温度单位均为℃;

3)由风速传感器(7)得到干式变压器绕组(2)风道入口风速随时间的变化曲线v'(t),2

在曲线上得出风速梯度首次大于1m/s时对应的风机启动时刻t'0;

4)计算干式变压器绕组(2)入风口、中心、出风口对应区域的变压器冷却系统(5)响应延迟时间Δt'1、Δt'2、Δt'3,单位均为min:Δt′i=t′0‑t′i‑0,i=1,2,3     (3)

5)计算干式变压器绕组(2)入风口、中心、出风口对应区域的降温指数μ'1、μ'2、μ'3:第四步,计算所测干式变压器冷却系统的冷却系数L:其中,TM为所测干式变压器正常工作所能承受的最高温度,单位为℃,tM为该温度下不损坏绝缘的变压器最长运行时间,单位为min;

第五步,评估所测干式变压器冷却系统的冷却性能,如冷却系数L≤1,则表示冷却系统性能与变压器服役环境匹配;如冷却系数L>1,则表明冷却系统性能与变压器服役环境不匹配。