专利名称：用于评价变压器油使用寿命的试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于评价变压器油使用寿命的试验装置。
背景技术：
变压器油是电力输送系统中使用的基本材料之一，在变压器、电抗器、互感器、开关等充油电气设备中主要起绝缘和冷却散热作用。由于电气设备在电力输变过程中，变压器油会受到氧、温度、电场、金属、绝缘材料等因素的影响而发生氧化、裂解等化学反应，生成大量的过氧化物及醇、醛、酮、酸等氧化物，再经过缩合反应生成油泥等不溶物，导致油质劣化、降低使用寿命。因此，变压器油抗氧化性能是变压器油的重要品质指标。目前有多种技术和方法可以评价变压器油抗氧化性能。公开的常用方法有热分析仪法、旋转氧弹法、老化试验法、氧化试验法和现场试验法。热分析仪法是采用高压差示扫描量热仪(PDSC)将样品在高温与氧压条件下，使变压器油迅速氧化、降解，放出大量热量，得到待测油样包含启始氧化时间和氧化放热峰顶时间热焓变化信息的热谱图。油样的启始氧化时间为油样的氧化诱导期，它部分反映了油品的抗氧化性能。优点是取样量少、检测时间快；不足是它只检测了油品的热氧化稳定性， 不能用来客观地评价油品的实际抗氧化性能。旋转氧弹法是变压器油氧化安定性的另一种快速评定方法。试验原理是将试样、 蒸馏水和铜催化剂线圈一起放到一个带盖的玻璃盛器内，然后把它放进装有压力表的氧弹中。氧弹在室温下充入62010 压力的氧气，放入140°C的油浴中。氧弹与水平面成30°的角度，以lOOr/min的速度轴向旋转。当达到规定的压力降时，停止试验，记录试验时间，作为试样的氧化安定性。优点是检测时间相对较短，试验操作相对简单；不足是由于只是部分模拟了变压器油的工作条件，因此评价结果有一定的局限性。老化试验法是在一定试样中加入铜丝，并将其放入115°C的烘箱中老化72小时， 考察油品酸值和外观(如油泥产生)。优点是设施简单，试验简便。不足是评价方法相对单
ο现行有两种氧化试验的方法来评价变压器油抗氧化性能。一是变压器油国家标准GB2536-90中规定的氧化试验方法，二是变压器油国际标准IEC60296-2003中采用变压器油氧化试验方法。它们的试验原理都是利用铜丝作为催化剂、在一定温度(如110 120°C )、一定气体(空气或氧气)气氛下考察油品产生的油泥和酸值的情况。由于试验方法都只是模拟了变压器油在加热和以铜丝作为催化剂情况下油品老化变质的情况，与实际运行中变压器的其他材质(如铁芯、绝缘纸等)以及施加电压的情况仍有一定差异，因此评价结果有一定的局限性。现场试验法就是将试样装入实际的工作变压器中考察试样的使用性能。优点是最真实和可靠地反应试样的整体使用性能。缺点是实验周期长，所费人力财力大。综上所述，由于运行中变压器油的氧化过程是非常复杂，这是因为油本身结构组成的复杂性以及外部氧化条件的多变性。要对变压器油实际使用性能作出快速、正确的评价，必须要有相应的试验技术和设施，目前还缺少适用、价廉，且与变压器油实际运行工况更为接近的用于评价变压器油氧化性能的试验装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术不能提供符合变压器油实际应用环境的用于评价变压器油使用寿命的试验装置问题，并提供一种用于评价变压器油使用寿命的试验装置。该装置具有适用、稳定、准确、安全、经济、易操作的特点。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种用于评价变压器油使用寿命的试验装置，包括试验油箱1、试验变压器2、加热装置16、试验控制系统3和可视化管理监控系统4 ；其中，试验变压器2置于试验油箱1中；试验油箱1上设置有油箱盖接口装置9，试验油箱1内设置有电极15 ；油箱盖接口装置9上设置有监测和控制温度的传感器接线端10、氧气输入管道11、高压引线12、试验变压器初级电源接线端子13和试验变压器次级负载接线端子14 ；试验控制系统3包括数字温度控制器5、氧气流量控制仪6、试验高压仪7和交流稳压器8 ；其中，数字温度控制器5与传感器接线端10相连，氧气流量控制仪6与氧气输入管道11相连，试验高压仪7经高压引线12与电极15相连，交流稳压器8与试验变压器初级电源接线端子13和试验变压器次级负载接线端子14相连；加热装置16设置于试验油箱1底部，与数字温度控制器5相连；可视化管理监控系统4通过网络接口与试验控制系统3相连。上述技术方案中，试验油箱1箱体外侧设置有绝热保温层。试验油箱1上端还设置有用于显示试样温度的温度计15。数字温度控制器5提供双重PID试样温度控制和显示， 并将实时温度信息传递给状态监控子系统9。交流稳压器8提供给试验变压器稳定的三相交流电压，并对负载自动优化配序，同时将试验变压器实时工作电压和负载电流信息传递给状态监控子系统。试验高压仪7为试验变压器提供稳定的试验高压，并将实时工作高压和高压电流信息传递给状态监控子系统。氧气流量控制仪6提供试验所需的恒定氧气流量并显示，同时将实时氧气流量数据传递给状态监控子系统。可视化管理监控系统4包括可视化操作管理子系统和状态监控子系统。可视化操作管理子系统提供试验参数设置的人机操作界面和管理，状态监控子系统提供可视化的实时运行状态监视和处理。本发明中，油箱盖接口装置9设置有氧气输入管道11，与试验控制系统的氧气流量控制仪6相连通，提供有氧的试验环境。油箱盖接口装置9设置有高压引线12，高压电极经高压引线12与试验控制系统的试验高压仪7相连通，提供试验的高压电场。油箱盖接口装置9设置有试验变压器初级电源13和次级负载接线端子14，与试验控制系统的交流稳压器8相连通，提供变压器通电有载试验环境。油箱盖接口装置9设置有监测和控制两路温度传感器接线端10，与试验控制系统的数字温度控制器5相连通，提供稳定的试样温度和温度故障处置。本发明装置使用时，将试验变压器油倒入试验油箱，使试验变压器油与试验变压器充分接触。在本发明装置中，由于各试验参数可有效控制，且智能化的运行管理，保证了试验的高效和结果的正确；多重安全保护措施和自动的故障处置保证了长周期耐久试验的安全可靠，不必担心高温高压的试验风险和M小时人工值守的高昂试验成本。本发明提供了一种与变压器油实际应用环境更为接近的变压器油氧化试验装置，试验变压器试验参数(温度、氧气流量、变压器负载、试验高压)按变压器油实际运行工况进行设置，保证了试验装置能很好地模拟变压器油在电力变压器中的实际工作环境，试验结果与变压器油实际使用寿命有很好的对应关系，具有适用、稳定、准确、安全、易操作的特点，取得了较好的技术效^ ο
图1为本发明装置的结构示意图。图1中，1为试验油箱，2为试验变压器，3为试验控制系统，4为可视化管理监控系统，5为数字温度控制器，6为氧气流量控制仪，7为试验高压仪，8为交流稳压器，9为油箱盖接口装置，10为温度传感器接线端，11为氧气输入管道，12为高压引线，13为试验变压器初级电源接线端子，14为试验变压器次级负载接线端子，15为电极，16为加热装置。图1中，用于评价变压器油使用寿命的试验装置，包括试验油箱1、试验变压器2、 加热装置16、试验控制系统3和可视化管理监控系统4 ；其中，试验变压器2置于试验油箱 1中；试验油箱1上设置有油箱盖接口装置9，试验油箱1内设置有电极15 ；油箱盖接口装置9上设置有监测和控制温度的传感器接线端10、氧气输入管道11、高压引线12、试验变压器初级电源接线端子13和试验变压器次级负载接线端子14 ；试验控制系统3包括数字温度控制器5、氧气流量控制仪6、试验高压仪7和交流稳压器8 ；其中，数字温度控制器5与传感器接线端10相连，氧气流量控制仪6与氧气输入管道11相连，试验高压仪7经高压引线12与电极15相连，交流稳压器8与试验变压器初级电源接线端子13和试验变压器次级负载接线端子14相连；加热装置16设置于试验油箱1底部，与数字温度控制器5相连；可视化管理监控系统4包括可视化操作管理子系统和状态监控子系统；可视化管理监控系统 4通过网络接口与试验控制系统3相连。下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
具体实施例方式试验前试验变压器油性能分析。具体见表1。表权利要求
1.一种用于评价变压器油使用寿命的试验装置，包括试验油箱(1)、试验变压器O)、 加热装置(16)、试验控制系统C3)和可视化管理监控系统(4)；其中，试验变压器( 置于试验油箱(1)中；试验油箱⑴上设置有油箱盖接口装置(9)，试验油箱⑴内设置有电极(15)；油箱盖接口装置(9)上设置有监测和控制温度的传感器接线端(10)、氧气输入管道(11)、高压引线(12)、试验变压器初级电源接线端子(13)和试验变压器次级负载接线端子(14)；试验控制系统C3)包括数字温度控制器(5)、氧气流量控制仪(6)、试验高压仪(7)和交流稳压器(8)；其中，数字温度控制器( 与传感器接线端(10)相连，氧气流量控制仪 (6)与氧气输入管道(11)相连，试验高压仪(7)经高压引线(1 与电极(1 相连，交流稳压器(8)与试验变压器初级电源接线端子(1 和试验变压器次级负载接线端子(14)相连；加热装置(16)设置于试验油箱(1)底部，与数字温度控制器( 相连；可视化管理监控系统(4)通过网络接口与试验控制系统C3)相连。
2.根据权利要求1所述用于评价变压器油使用寿命的试验装置，其特征在于试验油箱 (1)箱体外侧设置有绝热保温层。
3.根据权利要求1所述用于评价变压器油使用寿命的试验装置，其特征在于试验油箱 (1)上端还设置有用于显示试样温度的温度计(15)。
4.根据权利要求1所述用于评价变压器油使用寿命的试验装置，其特征在于数字温度控制器(5)提供双重PID试样温度控制和显示，并将实时温度信息传递给状态监控子系统 ⑶。
5.根据权利要求1所述用于评价变压器油使用寿命的试验装置，其特征在于所述的交流稳压器(8)提供给试验变压器稳定的三相交流电压，并对负载自动优化配序，同时将试验变压器实时工作电压和负载电流信息传递给状态监控子系统。
6.根据权利要求1所述用于评价变压器油使用寿命的试验装置，其特征在于试验高压仪(7)为试验变压器提供稳定的试验高压，并将实时工作高压和高压电流信息传递给状态监控子系统。
7.根据权利要求1所述用于评价变压器油使用寿命的试验装置，其特征在于氧气流量控制仪(6)提供试验所需的恒定氧气流量并显示，同时将实时氧气流量数据传递给状态监控子系统。
8.根据权利要求1所述用于评价变压器油使用寿命的试验装置，其特征在于可视化管理监控系统(4)包括可视化操作管理子系统和状态监控子系统。
9.根据权利要求8所述用于评价变压器油使用寿命的试验装置，其特征在于可视化操作管理子系统提供试验参数设置的人机操作界面和管理，状态监控子系统提供可视化的实时运行状态监视和处理。
全文摘要
本发明涉及一种用于评价变压器油使用寿命的试验装置，主要解决现有技术不能提供符合变压器油实际应用环境的用于评价变压器油使用寿命的试验装置问题。它通过采用包括试验油箱、试验变压器、加热装置、试验控制系统和可视化管理监控系统；油箱盖接口装置上设置有监测和控制温度的传感器接线端、氧气输入管道、高压引线、试验变压器初级电源接线端子和试验变压器次级负载接线端子；试验控制系统包括数字温度控制器、氧气流量控制仪、试验高压仪和交流稳压器；加热装置设置于试验油箱底部；可视化管理监控系统包括可视化操作管理子系统和状态监控子系统的技术方案，可用于评价变压器油使用寿命的工业生产中。
文档编号G01N33/28GK102384968SQ20101027330
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者俞巧珍, 傅树琴, 傅继瑜, 潘志荣 申请人:中国石油化工股份有限公司