一种模拟牵引变压器绕组铜耗的实验方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于变压器实验设备技术领域，具体涉及一种模拟牵引变压器绕组铜耗的 实验方法。
【背景技术】
[0002] 随着电气化铁路的不断发展，牵引变压器也向着大数量、大容量的方向发展，但由 于铁路负载的特殊性，一般情况下线路有很长时间是处于空载状态，当列车经过的时候变 压器就处于负载状态，绕组电流增大，牵引变压器绕组损耗有个骤变，当列车过去之后，变 压器又恢复到空载状态，绕组损耗又随之变化，牵引变压器的这种特性对于变压器绕组以 及内部绝缘和油流系统有很大的影响。因此，研宄牵引变压器的绕组损耗特性对变压器内 部绝缘以及油流油温影响，对于未来牵引变压器的完善和运行具有重大的意义。然而，由于 实验室试验条件的局限性，要想使一个牵引变压器能够达到工况运行时的程度，就会存在 一些问题比如：⑴实验所需电源容量大，而大电源比较昂贵；（2)实验中电流和电压都较 高，对实验中接线接头的接触电阻以及测量设备要求很高；（3)大电流容易产生强大的机 械应力，破坏实验系统。
【发明内容】
[0003] 针对这些问题，本发明提供一个实验方法，该方法使用了电阻丝绕组以及直流电 源，降低了变压器铜耗模拟实验条件，又避免了两个绕组之间相互干扰，保持了高精确度。
[0004] 一种模拟牵引变压器绕组铜耗情况的实验方法，具体步骤为：
[0005] 一种模拟牵引变压器绕组铜耗的实验方法，其特征在于，该方法将电阻丝绕制成 绕组置于变压器中，并以直流电源为激励源，具体包括以下步骤：
[0006] 1)在作为被研宄对象的目标牵引变压器的额定负载损耗Pk、高低压绕组导线长 度、横截面积以及导线电导率γ确定后，以被电导率λ γ的电阻丝绕组代替原高低压绕 组导线的目标牵引变压器构成测试对象；
[0007] 2)将高压绕组和低压绕组并联之后与外部直流电源串联，其中直流电源输出功率 选取为P k，输出电压范围〇~Vtl，输出电流范围0~I。；
[0008] 3)通过直流电源加载在电阻丝上产生的热量，来模拟变压器额定负载下的绕组铜 耗情况，并通过与外部直流电源的通断来模拟变压器绕组损耗的骤变。
[0009] 采用这样的方法，接通直流电源后使电阻丝发热模拟变压器绕组铜耗。本发明利 用了直流电源以及电阻丝，降低了变压器铜耗模拟实验条件，又避免了两个绕组之间相互 干扰，保持了高精确度。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明方法所采用的实验装置的电气接线图。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图对本发明的细节作进一步的详述。
[0012] 以被电导率λ γ的电阻丝绕组代替原高低压绕组导线后采用图1的接线方式连 接实验装置。图中1为高压绕组，2低压绕组，3为直流电源。具体的实验过程如下：
[0013] 1)由变压器手册得到变压器额定负载损耗为Pk，变压器高压绕组导线横截面积为 S1、长度为L1，低压绕组导线横截面积为S2、长度为L2，高低压绕组导线材料一致电导率都为 γ，其中直流电源输出功率选取Spk，输出电压范围〇~Vtl，输出电流范围〇~L。
[0014] 2)由高低压导线绕组匝数比Ni/队可以知道，高低压导线绕组电流之比为I VI2 = N2ZiN1，又因为高低压导线绕组材料一致电导率γ相同，由R = IV(YS)可以知道高压绕组 与低压绕组导线阻值比为：
[0015] IVR2= (L1S2V(L2S1),
[0016] 在不考虑附加损耗的情况下，待绕组温度稳定后高低压导线绕组额定损耗比可以 估算为：
【主权项】
1. 一种模拟牵引变压器绕组铜耗的实验方法，其特征在于，该方法将电阻丝绕制成绕 组置于变压器中，并以直流电源为激励源，具体包括以下步骤： 1) 在作为被研宄对象的目标牵引变压器的额定负载损耗Pk、高低压绕组导线长度、横 截面积以及导线电导率γ确定后，以被电导率λ γ的电阻丝绕组代替原高低压绕组导线 的目标牵引变压器构成测试对象； 2) 将高压绕组和低压绕组并联之后与外部直流电源串联，其中直流电源输出功率选取 为Pk，输出电压范围〇~V tl，输出电流范围O~I。； 3) 通过直流电源加载在电阻丝上产生的热量，来模拟变压器额定负载下的绕组铜耗情 况，并通过与外部直流电源的通断来模拟变压器绕组损耗的骤变。
2. 根据权利要求1所述之模拟牵引变压器绕组铜耗的实验方法，其特征在于，所述电 阻丝参数选择方法，通过公式P = UVR确定阻值大小，具体包括以下步骤： 1) 由变压器手册得到变压器额定负载损耗为Pk，变压器高压绕组导线横截面积为Sn 长度为L1，低压绕组导线横截面积为S2、长度为L2，高低压绕组导线材料一致电导率都为， 由高低压导线绕组匝数比N/队可以知道，高低压导线绕组电流之比为I /I2= N VN1，又因 为高低压导线绕组材料一致电导率γ相同，由R = IV(YS)可以知道高压绕组与低压绕组 导线阻值比为： R1ZiR2= (L1S2) AL2S1)， 在不考虑附加损耗的情况下，待绕组温度稳定后高低压导线绕组额定损耗比可以估算 为： 则结合前面的公式就可以估算得到高低压导线绕组额定损耗分别为： P^1 [L1S2N11 +L2S1N21), PK1 =(PkL2S1N^)I(L1S2N 22 +L2SlNf); 2) 为了保证模拟的时候与变压器绕组铜耗尽量保持一致，内部结构与变压器保持一 致，选取电阻丝参数与导线参数部分一致，且高低压电阻丝匝数与导线匝数也保持一致，其 中高压绕组电阻丝横截面积为S 1、长度为L1，低压绕组电阻丝横截面积为S2、长度为L2; 3) 连接的时候高低压电阻丝绕组并联在一起，因此加在两个绕组上的直流电压是相 等的，由公式p = u2/r就可以估算出高低压电阻丝绕组的阻值，高压电阻丝绕组电阻约为 尽=W/尽1，低压电阻丝绕组电阻约为尺t =【4/々2,其中，U〇= 2/3V〇以保证一定的 裕度，所选电阻丝温度系数应小于50ppm/°C，精度为1 %左右，以增加损耗模拟的精确度。
【专利摘要】本发明公开了一种模拟牵引变压器绕组铜耗的实验方法，采用一定阻值的电阻丝绕组替代被研究牵引变压器绕组并以直流电为测试电源,具体步骤为：将参数选定好的两段电阻丝分别在铁心上绕制成高低压电阻丝绕组，其中所述低压电阻丝绕组在里面，高压电阻丝绕组在外面；高低压电阻丝绕组以并联的形式连接，然后与所述的直流电源串联；接通直流电源使电阻丝发热模拟变压器绕组铜耗。本发明利用了直流电源以及电阻丝，降低了变压器铜耗模拟实验条件，又避免了两个绕组之间相互干扰，保持了高精确度。
【IPC分类】G09B23-18
【公开号】CN104766516
【申请号】CN201510144165
【发明人】高仕斌, 江俊飞, 周利军, 王东阳, 李锦平
【申请人】西南交通大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月30日