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专利号: 2018109705010
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:2024-04-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变压器绝缘纸水分含量评估研究的实验方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:搭建实验平台

变压器绝缘纸水分含量研究实验平台主要由绝缘油箱(1)、绝缘油(2)、托架(3)、支架(4)、变压器绝缘纸(5)、终端机(6)、温度传感器(7)、水分传感器(8)、搅拌器(9)、加热片(10)、温控系统(11)组成,变压器绝缘纸(5)置于托架(3)上,托架(3)由支架(4)固定在绝缘油箱(1)里,绝缘油箱(1)中填充绝缘油(2),绝缘油(2)没过变压器绝缘纸(5),搅拌器(9)和加热片(10)安装在绝缘油箱(1)底部,温度传感器(7)安装在绝缘油箱(1)左下方,温度传感器(7)、搅拌器(9)、加热片(10)分别与温控系统(11)相连,温控系统(11)与终端机(6)相连,实现对绝缘油箱(1)的温度控制,水分传感器(8)安装在绝缘油箱(1)右下方,水分传感器(8)与终端机(6)相连,实现对绝缘油(2)中水分含量的监测;

第二步:变压器绝缘纸加速热老化

终端机(6)设置加速热老化温度为130℃,控制温控系统(11)开启加热片(10)对绝缘油(2)加热,同时开启搅拌器(9)使绝缘油(2)温度均匀,温度传感器(7)监测绝缘油(2)的温度,并将监测到的温度回传至终端机(6),终端机(6)通过温度传感器(7)传输的绝缘油(2)的温度实时控制温控系统(11)使得绝缘油(2)的温度保持在预设老化温度130℃,对变压器绝缘纸(5)进行加速热老化;

第三步:测试变压器绝缘纸聚合度

完成变压器绝缘纸(5)的加速热老化后,对绝缘油箱(1)内的绝缘油(2)取样,测试绝缘油(2)的糠醛含量furfural,根据油纸绝缘系统稳态关系获得变压器绝缘纸(5)的聚合度DP,由糠醛含量计算变压器绝缘纸(5)聚合度的表达式为:第四步:测量绝缘油中的水分含量

开启温控系统(11)使绝缘油箱(1)内的绝缘油(2)保持恒定温度T,根据绝缘油(2)中的水分传感器(8)获取绝缘油中的水分含量Coil;

第五步:计算变压器绝缘纸油纸界面处的水分含量

通过第四步中得到的绝缘油(2)中的水分含量Coil,采用式(2)计算变压器绝缘纸(5)油纸界面处的水分含量Cboundary;

式中,pv为水汽分压,pv表达式为:

第六步:构建变压器绝缘纸水分扩散模型

根据第五步中计算得到的变压器绝缘纸(5)油纸界面处的水分含量Cboundary,设置水分扩散模型边界条件,采用式(4)计算变压器绝缘纸(5)中的水分扩散系数,构建变压器绝缘纸(5)中的水分扩散模型;

式中,l为变压器绝缘纸(5)的厚度,单位为mm,C为变压器绝缘纸(5)中的水分含量,单位为%;

第七步:获取变压器绝缘纸中的水分分布

基于第六步中建立的变压器绝缘纸(5)的水分扩散模型结合式(5)得到t时间后的变压器绝缘纸(5)沿厚度方向的水分分布Cpaper(x,t);

第八步:计算变压器绝缘纸平均水分含量

根据第七步中得到的变压器绝缘纸(5)的水分分布,采用式(6)计算出变压器绝缘纸(5)中的平均水分含量Cpaper,avg: