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专利号: 2021115349373
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:

1.一种斜装式变压器套管自然对流冷却特性系数计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

第一步、建立斜装式变压器套管自然对流冷却特性综合试验平台斜装式变压器套管自然对流冷却特性综合试验平台包括:变压器套管主体(1)、套管伞裙(2)、套管导杆上接线端子(3)、套管导杆下接线端子(4)、套管法兰(5)、法兰固定螺栓(6)、角度可调试验台(7)、套管伞裙背地侧温度传感器阵列(8)、套管伞裙向地侧温度传感器阵列(9)、环境温度传感器(10)、直流电阻测试仪(11)、可调交流电源(12)、光纤测温主机(13)、上位机(14);

套管伞裙(2)由大小相间的多个环形伞裙片组成,伞裙片自上至下均匀套装于变压器套管主体(1)外侧构成整个套管伞裙(2),伞裙片数量记为N,伞裙片编号为n,垂直方向上最下侧的伞裙片编号为1,即n=1;最上侧伞裙片编号为N,即n=N;套管法兰(5)安装于变压器套管主体(1)底部,套管法兰(5)通过法兰固定螺栓(6)与角度可调试验台(7)的上表面固定;角度可调试验台(7)的上表面对地夹角θ可调,进而使得套管主体(1)中心线与地面夹角可变,即套管主体(1)倾斜角度可变;套管导杆上接线端子(3)位于变压器套管主体(1)顶部,在套管主体(1)中心线方向上位于套管主体(1)中央;套管导杆下接线端子(4)位于套管法兰(5)底部,在套管主体(1)中心线方向上位于套管主体(1)中央;套管伞裙(2)每个伞裙片的背地侧表面均布置一只光纤温度传感器,背地侧的所有传感器相连共N只构成套管伞裙背地侧温度传感器阵列(8),套管伞裙背地侧温度传感器阵列(8)与光纤测温主机(13)相连;套管伞裙(2)每个伞裙片的向地侧表面均布置一只光纤温度传感器,向地侧的所有传感器相连共N只构成套管伞裙向地侧温度传感器阵列(9),套管伞裙向地侧温度传感器阵列(9)与光纤测温主机(13)相连;环境温度传感器(10)与光纤测温主机(13)相连;直流电阻测试仪(11)的I+端口与套管导杆上接线端子(3)相连,直流电阻测试仪(11)的I‑端口与套管导杆下接线端子(4)相连;可调交流电源(12)的L端口与套管导杆上接线端子(3)相连,可调交流电源(12)的N端口与套管导杆下接线端子(4)相连,可调交流电源(12)的GND端口与法兰固定螺栓(6)相连;直流电阻测试仪(11)、可调交流电源(12)、光纤测温主机(13)均与上位机(14)相连;

第二步、获取套管垂直地面时自然冷却系数C0调节角度可调试验台(7),使其上表面对地夹角θ为0,此时套管主体(1)与地面垂直;设定可调交流电源(12)的电流输出有效值为套管的额定电流,开启可调交流电源(12),使得套管主体(1)在额定电流作用下发热;获得套管伞裙背地侧温度传感器阵列(8)得到的N个温度数据,沿套管主体(1)中心线方向自下而上记为T0_B1~T0_Bn,n∈[1,N],其中温度最大值记为T0_Bmax;获得套管伞裙向地侧温度传感器阵列(9)得到的N个温度数据,沿套管主体(1)中心线方向自下而上记为T0_F1~T0_Fn,其中温度最大值记为T0_Fmax;当T0_Bmax或T0_Fmax自可调交流电源(12)开启后首次波动小于1℃时,记录此时的T0_Bmax及T0_Fmax值,断开可调交流电源(12)的同时立即使用直流电阻测试仪(11)测量导杆直流电阻RD0并记录;获得环境温度传感器(10)测得的环境温度Tamb;根据下式计算套管垂直地面时自然冷却系数C0;

第三步、获取不同斜装角度下的套管自然冷却系数Cθ调节角度可调试验台(7),使其上表面对地夹角θ为10°;设定可调交流电源(12)的电流输出有效值为与第二步相同的套管额定电流,开启可调交流电源(12),使得套管主体(1)在额定电流作用下发热;获得套管伞裙背地侧温度传感器阵列(8)得到的N个温度数据,沿套管主体(1)中心线方向自下而上记为Tθ_B1~Tθ_Bn,n∈[1,N],θ=10°,其中温度最大值记为Tθ_Bmax;由此可得T10_B1、T10_B2、T10_B3、…、T10_BN以及T10_Bmax;同理,获得套管伞裙向地侧温度传感器阵列(9)得到的N个温度数据,沿套管主体(1)中心线方向自下而上记为Tθ_F1~Tθ_Fn,其中温度最大值记为Tθ_Fmax;当Tθ_Bmax或Tθ_Fmax自可调交流电源(12)开启后首次稳定即波动小于1℃时,记录此时的Tθ_Bmax及Tθ_Fmax值,断开可调交流电源(12)的同时立即使用直流电阻测试仪(11)测量导杆直流电阻RDθ并记录;根据下方θ不为0时套管自然冷却系数计算公式计算θ=10°时自然冷却系数C10;

调节角度可调试验台(7),使其上表面对地夹角θ分别为15°、20°、25°,重复步骤三,分别得到θ=15°、20°、25°时自然冷却系数C15、C20、C25;

第四步、获取斜装式变压器套管自然对流冷却特性系数CX根据下式计算斜装式变压器套管自然对流冷却特性系数CX;

第五步、评估斜装式变压器套管自然对流冷却性能若CX<0.2,则该斜装式变压器套管的自然对流冷却性能较好,在不同斜装角度下均能安全稳定运行;若0.2≤CX<0.8,则该斜装式变压器套管的自然对流冷却性能一般,在特定的运行条件和环境温度下需要注意运行状态;若CX≥0.8,则该斜装式变压器套管的自然对流冷却性能不良,无法满足需求。