一种可透视的变压器模型的制作方法

本申请涉及变压器放电检测技术领域，尤其涉及一种可透视的变压器模型。

背景技术：

变压器是一种静止的电器，它的作用是将某一种等级的电压和电流的交流电能转换为同频率的另一种等级的电压和电流的交流电能，变压器是输变电中的最重要的设备之一，是电力系统的重要组成部分，其内部的绝缘性能直接关系电网是否能够安全、稳定的运行，为了保证变压安全性能的稳定，使用变压器模型进行模拟检测。

变压器主要由铁芯、绕组、变压器油、套管和油箱外壳组成。在运行过程中，内部的绝缘会因为各种原因，如过热、过流、振动、局放等各种原因因此绝缘缺陷，其中局放对变压器的绝缘的影响最为严重，且对局放的检测和判断也最为复杂。局部放电是指当外加电压在电气设备中产生的场强，足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的这种放电现象，因此对变压器内部的局放诊断一直以来都是一个不断在研究的难题。主要是对变压器内部局放的有无诊断、局放类型的判断和对局放的位置判断都存在很大的不确定性。不同的方法，判断出的结果偏差很大，存在误诊断的概率也是较大，一旦误诊断，将有局放诊断为无局放，就会导致设备运行风险大增，而如果将无局放诊断为有局放，又会造成大量的人力物力资源的浪费。

请参阅图1，现有的变压器模型多采用密封结构，包括现有变压器模型20、现有变压器模型的油箱21、现有变压器控制器22、现有变压器模型探测器23和单相绕组24，现有变压器模型的油箱21安装在现有变压器模型20上，现有变压器模型20的正表面安装有现有变压器控制器22，所述现有变压器模型20的内部安装有单相绕组24，所述现有变压器模型20的侧壁均匀分布有现有变压器模型探测器23，现有变压器模型20是密封的，从现有变压器模型20外表面无法看到内部的缺陷实物，仅靠超声定位，作为用户来讲只得到一个结果而已，但这个定位的结果无法得到准确的验证，只有测到、算到并且看到，才算是得到正确的验证，现有的变压器模型不行实现全方位对内部情况进行观察，仅靠超声定位，作为用户来讲只得到一个结果而已，不能的验证检测是否准确。

技术实现要素：

本申请提供一种可透视的变压器模型，以解决现有的变压器模型不行实现全方位对内部情况进行观察，仅靠超声定位，作为用户来讲只得到一个结果而已，不能的验证检测是否准确的问题。

本申请实施例提供一种可透视的变压器模型，包括外壳和变压器盖，所述外壳的顶部与所述变压器盖通过螺栓连接，所述变压器盖外表面的一端设置有高压套管组，所述变压器盖外表面的另一端设置有低压套管组，所述低压套管组与所述高压套管组相互平行，所述变压器盖的外侧设置有油枕，所述油枕的底部设置有连接管，所述连接管的出液端穿过所述变压器盖延伸至所述外壳的内部，所述外壳的底部内壁螺接有绕组支撑架，所述绕组支撑架的内部中心设置有第二铁芯柱，所述绕组支撑架的一侧设置有第一铁芯柱，所述绕组支撑架的另一侧设置有第三铁芯柱，所述第一铁芯柱的外壁缠绕连接有A相绕组，所述第二铁芯柱的外壁缠绕连接有B相绕组，所述第三铁芯柱的外壁缠绕连接有C相绕组，所述外壳的侧壁中心相对设置有观察窗，所述观察窗与所述外壳侧壁的连接位置套接有密封圈，所述外壳与绕组支撑架之间的空隙设置有变压器油，所述外壳的侧壁设置有探测仪器，所述探测仪器位于所述观察窗的外围，所述外壳的侧壁底部设置有测量数据采集仪，所述测量数据采集仪与所述探测仪器电连接。

结合本申请实施例，在本申请实施例第一种可能的实现方式中，所述高压套管组包括第一高压套管、第二高压套管和第三高压套管，所述第一高压套管、所述第二高压套管和所述第三高压套管依次沿直线排列。

结合本申请实施例第一种可能的实现方式，在本申请实施例第二种可能的实现方式中，所述低压套管组包括第一低压套管、第二低压套管、第三低压套管和第四低压套管，所述第一低压套管、所述第二低压套管、所述第三低压套管和所述第四低压套管依次沿直线排列。

结合本申请实施例第一种可能的实现方式，在本申请实施例第三种可能的实现方式中，所述观察窗的面积至少为外壳侧壁面积的三分之一。

结合本申请实施例第一种可能的实现方式，在本申请实施例第四种可能的实现方式中，所述探测仪器为超声波探头。

结合本申请实施例第四种可能的实现方式，在本申请实施例第五种可能的实现方式中，所述超声波探头的底部设置有磁性层，所述磁性层贴接于所述外壳的外壁。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种可透视的变压器模型，包括外壳和变压器盖，所述外壳的顶部与所述变压器盖通过螺栓连接，所述变压器盖的外表面的一端设置有高压套管组，所述变压器盖外表面的另一端设置有低压套管组，所述低压套管组与所述高压套管组相互平行，所述变压器盖的外侧设置有油枕，所述油枕的底部设置有连接管，所述连接管的出液端穿过所述变压器盖延伸至所述外壳的内部。本申请通过外壳的四个侧壁均设置有观察窗，通过全方位对变压器模型内部进行观察并与探测仪器检测的数据进行对比，实现能够对检测结果进行验证，并能够全方位观察模型内部情况的效果。

附图说明

为更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有变压器模型的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的变压器模型主视图结构示意图；

图3为本申请实施例提供的变压器模型未安装观察窗状态下的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的变压器模型侧视图结构示意图；

图5为本申请实施例提供的变压器模型俯视图结构示意图；

图6为本申请实施例提供的变压器模型主视图剖面结构示意图。

附图说明：1-外壳，2-A相绕组，3-B相绕组，4-C相绕组，5-变压器油，6-观察窗，7-变压器盖，8-油枕，9-连接管，10-高压套管组，1001-第一高压套管，1002-第二高压套管-1003-第三高压套管，11-低压套管组，1101-第一低压套管，1102-第二低压套管，1103-第三低压套管，1104-第四低压套管，12-密封圈，13-绕组支撑架，14-第一铁芯柱，15-第二铁芯柱，16-第三铁芯柱，17-探测仪器，18-测量数据采集仪，19-磁性层，20-现有变压器模型，21-现有变压器模型的油箱，22-现有变压器控制器，23-现有变压器模型探测器，24-单相绕组。

具体实施方式

参阅图2、图3、图4、图5和图6，为本申请实施例提供的一种可透视的变压器模型，包括外壳1和变压器盖7，所述外壳1的顶部与所述变压器盖7通过螺栓连接，所述变压器盖7外表面的一端设置有高压套管组10，高压电流通过电导体与高要套管组10连接，高压电流从高压套管组10进入与绕组连接，高压套管组10包括第一高压套管1001、第二高压套管1002和第三高压套管1003，第一高压套管1001、第二高压套管1002和第三高压套管1003均通过螺栓与变压器盖7连接，并排列成一条直线，所述变压器盖7外表面的另一端设置有低压套管组11，低压电流从低压套管组11进入与绕组的低压端连接，所述低压套管组11包括第一低压套管1101、第二低压套管1102、第三低压套管1103和第四低压套管1104，第一低压套管1101、第二低压套管1102、第三低压套管1103和第四低压套管1104均通过螺栓与变压器盖7进行连接，并排列成一条直线，所述低压套管组11与所述高压套管组10相互平行，将低压套管组11与所述高压套管组10进行平行排列，防止连接高压电流的电导体触碰到低压电流的电导体，影响检测效果，平行排列后顶部的空间可以添加其他设备，新增加的设备所检测的数据，可以增加检测结果的对比数值，从而增加检测效果的准确性。

高压电流通过电导体与高压套管组10连接，高压套管组10将高压电流导入到外壳1内部相对应的绕组，低压电流通过电导体与低压套管组11连接，低压套管组11将低压电流导入到外壳1内部相对应的绕组，外壳1内部采用的是三绕组，绕组是指铁心上绕有一个原绕组和几个副绕组的变压器，各个副绕组的匝数不同，则其端电压也不同，因此多绕组变压器可以向几个不同电压的用电设备供电，在电力系统中最常用的是三绕组变压器，为此本变压器模型采用三绕组，三绕组变压器的有3个绕组，当1个绕组接到交流电源后，另外2个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用于需要2种不同电压等级的负载，发电厂和变电所通常出现3种不同等级的电压，所以三绕组变压器在电力系统中应用比较广泛。三绕组比单项绕组更利于探测仪器17的检测，探测仪器17采用超声波探头，三绕组有三个铁芯柱，分别为第一铁芯柱14、第二铁芯柱15和第三铁芯柱16，铁芯是金属材质，超声在金属材质中和变压器油5中的传播速度不一样。铁芯中的速度是5000m/s，变压器油5是1400m/s.。三相绕组的内部要比单相内部复杂的多，可以减少变压器油5对超声定位准确性的影响。

所述变压器盖7的外侧设置有油枕8，所述油枕8的底部设置有连接管9，所述连接管9的出液端穿过所述变压器盖7延伸至所述外壳1的内部，油枕8是通过连接管9连通，油枕8中的变压器油5不能加太满，当外壳1内变压器油5中缺少时，油枕8中的变压器油5就会顺连接管流下，补充到外壳1中，使之保持满油状态，当外壳1内的变压器油5温增高，变压器油5膨胀，外壳1内装不下时，变压器油5会从连接管上流，回流到油枕8中；

所述外壳1的底部内壁螺接有绕组支撑架13，所述绕组支撑架13的内部中心设置有第二铁芯柱15，所述绕组支撑架13的一侧设置有第一铁芯柱14，所述绕组支撑架13的另一侧设置有第三铁芯柱16，铁芯作为变压器的一个重要组成部分，它既是变压器的磁通回路，又是变压器的支撑核心，铁芯是框形闭合结构，其中套绕组的部分为铁芯柱，本申请采用的是三绕组，所有采用三个铁芯柱，三个铁芯柱分别为第一铁芯柱14、第二铁芯柱15和第三铁芯柱16，三个铁芯柱所缠绕的绕组分别于对应的高压套管和低压套管连接；

所述第一铁芯柱14的外壁缠绕连接有A相绕组2，所述第二铁芯柱15的外壁缠绕连接有B相绕组3，所述第三铁芯柱16的外壁缠绕连接有C相绕组4，绕组是指铁心上绕有一个原绕组和几个副绕组，各个副绕组的匝数不同，则其端电压也不同，目前绕组方式多采用三绕组，所以变压器模型采用三绕组进行变压器局部放电的模拟检测；

所述外壳1的侧壁中心相对设置有观察窗6，通过相对设置的观察窗6能够有效对外壳1内进行全方位的观察，通过相对设置的观察窗6，可在相对侧的观察窗7用手电照明，然后通过另一侧的观察窗6对内部进行观察，这样的设计有效的提高视觉亮度，能够让操作者清晰的观察到外壳1里面的情况，当外壳1一侧的观察窗6有阳光照射进入后，另一侧的观察窗6的观察视野也会变亮，从而优化观察视野，有效的提高对局模拟的观察质量，所述观察窗6与所述外壳1侧壁的连接位置套接有密封圈12，密封圈12可以使用O型密封圈，密封圈12起到绝缘的作用，同时防止变压器油5从外壳1内流出，所述外壳1与绕组支撑架13之间的空隙设置有变压器油5，变压器油5起到绝缘的作用，外壳1内部充满变压器油5，变压器绕组和铁芯均完全浸没在变压器油5里，所述外壳1的侧壁设置有探测仪器17，所述探测仪器17位于所述观察窗6的外围，所述外壳1的侧壁底部设置有测量数据采集仪18，探测仪器17采用超声波探头，超声定位的原理是声波传送到不同的探头，因距离不同，会有时间差。根据时间差，就可以算出距离不同探头的距离，根据不同的距离相交点，即可得出局放缺陷的位置，超声波探头采集的数据通过测量数据采集仪18进行汇总，然后通过数据线传递到上位机进数据处理分析得多缺陷具体位置，但上位机分析超声波探头采集的数据得出的结论，作为用户来讲只得到一个结果而已，但这个定位的结果无法得到准确的验证，只有测到、算到、并且看到。才算是得到正确的验证，所以需要从观察窗6外壳1内部进行观察，然后结合探测的数据，才能准确的得出结论，所述测量数据采集仪18与所述探测仪器17电连接。

请参阅图2和图5，所述高压套管组10包括第一高压套管1001、第二高压套管1002和第三高压套管1003，所述第一高压套管1001、所述第二高压套管1002和所述第三高压套管1003依次沿直线排列，所述低压套管组11包括第一低压套管1101、第二低压套管1102、第三低压套管1103和第四低压套管1104，所述第一低压套管1101、所述第二低压套管1102、所述第三低压套管1103和所述第四低压套管1104依次沿直线排列。

本申请采用的是三绕组，变压器三相绕组有星型联结、三角形联结与曲折联结等三种联结法。在绕组联结中常用大写字母A、B、C代表高压绕组首端，用X、Y、Z表示其末端，用O表示中性点，新标准对星型、三角形和曲折形联结，对高压绕组分别用符合Y、D、Z表示，对中压和低压绕组分别用y、d、z表示，有中性点引出时分别用YN、ZN和yn、zn表示，自耦变压器油公共部分的两绕组中额定电压低的一个用符合a表示，变压器按高压、中压和低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组联结组，例如高压为Y、低压为yn联结，那么绕组联结组为Yyn，本申请采用的是Dyn联结组，Dyn联结组的零序阻抗比Yyn联结变压器小很多，有利于低压单相接地短路故障的切除。

请参阅图6，第一高压套管1001、第二高压套管1002和第三高压套管1003的首端分别为Y、D、Z，三个高压套管分别与绕组A、B和C连接，第一低压套管1101、第二低压套管1102、第三低压套管1103和第四低压套管1104的末端为a、b、c和d，图6中画的是一种较为常用的Dyn的联结组别，低压绕组在高压绕组的内部，高压绕组有ABC三个出线端，也就是A相绕组、B相绕组和C相绕组的高压绕组与三个高压套首端连接，A相绕组、B相绕组和C相绕组的低压绕组与低压套管末端a、b和c连接，其中o端是中性点引出端，低压绕组和高压绕组没有电气连接，低压绕组在高压绕组的内部，就像一个大圆柱套着一个小圆柱。

请参阅图4，所述观察窗6的面积至少为所述外壳1侧壁面积的三分之一，观察窗的面积过小无法详细的观察到外壳1里面的情况，所有将观察窗6的面积设计成最少为外壳1侧壁面积的三分之一，这样有利于通过观察窗6对外壳1里面情况进行观察，观察窗6采用有机玻璃做为透明介质。

请参阅图2，所述探测仪器17为超声波探头，所述超声波探头的底部设置有磁性层19，所述磁性层19贴接于外壳1的外壁，超声波探头的磁性层19有磁性，因外壳1是钢材质，所以可以在外壳上任意布置，贴上即可。

变压器模型可以通过人为设置不同的局放缺陷，如气隙、悬浮电位、匝间短路、过热等，匝间短路，例如将变压器盖7打开可以将绕组的绝缘纸破坏，将两匝绕组短接切来，模拟气隙缺陷，尖端缺陷模拟可以将一根针扎入绕组内部。悬浮电位缺陷模拟可以将一个小小的金属片悬在绝缘纸之间，位置可以随意选择，然后闭合变压器盖7，通过高压套管10和低压套管11对内部绕组供电，然后启动探测仪器17，探测仪器17采集的数据汇总到测量数据采集仪18内，然后通过数据线传递到上位机进行数据分析，上位机得出的结论与通过观察窗6观察到的结果进行对比验证，做到测到、算到、并且看到，才算是得到正确的验证。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种可透视的变压器模型，包括外壳和变压器盖，所述外壳的顶部与所述变压器盖通过螺栓连接，所述变压器盖的外表面的一端设置有高压套管组，所述变压器盖外表面的另一端设置有低压套管组，所述低压套管组与所述高压套管组相互平行，所述变压器盖的外侧设置有油枕，所述油枕的底部设置有连接管，所述连接管的出液端穿过所述变压器盖延伸至所述外壳的内部。本申请通过外壳的四个侧壁均设置有观察窗，通过全方位对变压器模型内部进行观察并与探测仪器检测的数据进行对比，实现能够对检测结果进行验证，并能够全方位观察模型内部情况的效果。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。