一种发电机出口干式电压互感器试验模型及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种发电机出口干式电压互感器试验模型及其制作方法，包括铁芯、二次线圈绝缘骨架、二次线圈、二次线圈屏蔽层、一次线圈绝缘骨架、一次线圈以及外绝缘层，二次线圈绝缘骨架、二次线圈、二次线圈屏蔽层、一次线圈绝缘骨架、一次线圈以及外绝缘层依次以铁芯为中心轴由内向外层层包裹，一次线圈包括若干层线圈，一次线圈还包括高压尾端层间抽头、高压尾端匝间抽头、高压中部层间抽头、高压中部匝间抽头、高压首端层间抽头以及高压首端匝间抽头；本发明专利技术的优点在于：用于测量干式电压互感器总体参数变化规律，为故障诊断及绝缘检测方法的研究提供理论支持。

A test model of dry type voltage transformer at generator outlet and its making method

【技术实现步骤摘要】
一种发电机出口干式电压互感器试验模型及其制作方法
本专利技术涉及发电机出口PT纵绝缘故障诊断领域，更具体涉及一种发电机出口干式电压互感器试验模型及其制作方法。
技术介绍
干式电压互感器(以下简称“PT”)因结构简单，便于维护，价格合理等优点，广泛应用于各发电企业及电力系统，如在发电厂电机出口一般每台机装设三组PT，分别向双重化配置的发电机变压器组保护、励磁调节器、远动及计量装置提供发电机电压信号。受设计水平、浇注工艺、线材质量及运行环境等因素影响，近年来国内发生多起因发电机出口PT内部绝缘故障而引起机组非正常停机事件。据不完全统计，在2010～2018年，广东、贵州、安徽、陕西、辽宁、吉林和内蒙等12个省份发生PT一次绕组绝缘故障30余起，严重影响了各发电企业的电力安全生产及经济效益。因此，在交接及投运后均应加强对PT的绝缘诊断检测并及时消缺，以保证电网安全稳定运行。文献调查表明，分级绝缘结构的PT故障占比较大，故障点位于一次线圈中下部靠近内层位置。目前发电机出口PT匝间或层间绝缘检测手段主要有直流电阻测量、空载电流测量、雷电冲击耐压、三倍频感应耐压和局部放电测量等。直流电阻和空载电流更适合故障后诊断，对早期绝缘缺陷的检出不够灵敏；雷电冲击耐压属于破坏性试验，目前仅出厂开展，受一次绕组匝间和层间分布电容以及对地电容影响，该方法对靠近铁心的内层线圈缺陷检出效果不明显；三倍频耐压试验尽管通过增大频率的方法增大了被试线圈的等效阻抗，但在施加一定的电压时，依然试验设备输出较大的电流，且实践经验表明该方法的缺陷检出率较低；局部放电测量是PT缺陷检测的有效手段，但对电磁环境要求严格，不方便在现场开展，且该方法对处于低电位的线圈存在一定程度漏检，如：存在缺陷的全绝缘PT，A端与N端分别接地测得局放量大小存在明显差异性。针对以上试验方法在现场进行PT绝缘检测时所存在的不足，需要研究出新的方便在现场对绝缘进行有效考核的试验方法。用指数衰减振荡电压法进行干式空心电抗器匝间绝缘检测、交流电机定子成型线圈绝缘检测的相关研究已经很成熟，已经有高可靠性的设备被开发出来并推广应用良好。用指数衰减振荡电压进行发电机出口PT的绝缘检测的方法与传统方法相比，该方法具有检出效果好、操作简单、环境适应性强等优点。但发电机出口PT与干式空心并联电抗器相比，存在一定差异，如线圈直流电阻较大、电抗值较大、对地杂散电容较大、存在层间电容。不能照搬干式空心电抗器匝间绝缘指数衰减振荡试验的相关规程，需要针对发电机出口PT结构、参数特点展开研究。如不同位置出现绝缘故障后，PT的外部参数变化规律；多少频率的指数衰减振荡电压能够在发电机出口PT的绕组上均匀分布，从而保证对绕组不同位置匝间、层间绝缘的考核强度相同，有效的检测出匝间绝缘故障等研究内容。所以设计一种干式电压互感器一次线圈故障模拟及电压分布特性试验模型，对于发电机出口PT绝缘检验新方法的研究十分必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于如何提供一种发电机出口干式电压互感器试验模型及其制作方法，以测量PT整体参数的变化情况。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：包括铁芯、二次线圈绝缘骨架、二次线圈、二次线圈屏蔽层、一次线圈绝缘骨架、一次线圈以及外绝缘层，所述二次线圈绝缘骨架、二次线圈、二次线圈屏蔽层、一次线圈绝缘骨架、一次线圈以及外绝缘层依次以铁芯为中心轴由内向外层层包裹，所述一次线圈包括若干层线圈，每一层线圈的首端与该层的下一层线圈的尾端连接；所述一次线圈还包括高压尾端层间抽头、高压尾端匝间抽头、高压中部层间抽头、高压中部匝间抽头、高压首端层间抽头以及高压首端匝间抽头，其中，高压尾端层间抽头和高压尾端匝间抽头分别位于一次线圈底层的两端部，高压中部层间抽头和高压中部匝间抽头分别位于一次线圈中层的两端部，高压首端层间抽头和高压首端匝间抽头分别位于一次线圈上层的两端部，其中，所述端部为，一次线圈上平行于铜线缠绕方向的侧壁。以发电机出口干式电压互感器试验模型为试样检测故障干式电压互感器的高压首端、高压中部以及高压尾端的总体参数变化规律，为故障诊断及绝缘检测方法的研究提供理论支持，试验时，将同组抽头短接后，模拟短路故障，可以模拟六个位置的故障；从同组的两个抽头引出测量信号，可以测量外施电压在一次线圈中的分布情况，为绝缘检测方法的研究提供理论支持。优选的，所述铁芯为四根圆柱体芯体首尾连接形成的矩形结构，在铁芯的一个长边的中心位置缠绕二次线圈绝缘骨架。优选的，所述二次线圈绝缘骨架为由内而外逐层缠绕在铁芯上的青稞纸、电工胶带及电容器纸，二次线圈绝缘骨架为圆筒形架体。优选的，所述二次线圈为缠绕在所述二次线圈绝缘骨架上的若干层漆包线，每层漆包线外缠绕一层电容器纸。优选的，所述二次线圈屏蔽层为由内而外逐层缠绕在二次线圈上的电容器纸、纸板、电工胶带、导电自粘胶带及半导电皱纹纸。优选的，所述一次线圈绝缘骨架为由内而外逐层缠绕在二次线圈屏蔽层上的电容器纸及纸板。优选的，所述一次线圈为缠绕在所述一次线圈绝缘骨架上的若干层漆包线，每层漆包线外缠绕一层电容器纸。优选的，所述一次线圈共有n层漆包线，n为偶数，第1层漆包线和第2层漆包线为一次线圈底层，第层漆包线和第层漆包线为一次线圈中层，第n-1层漆包线和第n层漆包线为一次线圈上层。本专利技术还提供一种发电机出口干式电压互感器试验模型的制作方法，所述方法包括：选用与所要研究的发电机出口干式电压互感器相同材质的铁芯，铁芯为四根圆柱体芯体首尾连接形成的矩形结构，在铁芯的一个长边的中心位置由内而外逐层缠绕青稞纸、电工胶带及电容器纸形成二次线圈绝缘骨架，在二次线圈绝缘骨架缠绕若干层漆包线，每层漆包线外缠绕一层电容器纸形成二次线圈，在二次线圈外由内而外逐层缠绕电容器纸、纸板、电工胶带、导电自粘胶带及半导电皱纹纸形成二次线圈屏蔽层，在二次线圈屏蔽层外由内而外逐层缠绕电容器纸及纸板形成一次线圈绝缘骨架，在一次线圈绝缘骨架上逐层缠绕若干层漆包线，每层漆包线外缠绕一层电容器纸形成一次线圈，在一次线圈外缠绕若干层电容器纸形成外绝缘层。优选的，所述一次线圈共有n层漆包线，n为正偶数，第1层漆包线和第2层漆包线为一次线圈底层，第层漆包线和第层漆包线为一次线圈中层，第n-1层漆包线和第n层漆包线为一次线圈上层，对一次线圈底层、一次线圈中层以及一次线圈上层抽头处理，抽头处理方式为：一次线圈从第1层漆包线最右端开始绕制，绕制过程中，第n-1层漆包线绕制半匝后，最右端向右抽出预设长度的漆包线，折回继续从右向左绕制，直到到达第n-1层漆包线最左端，第n-1层漆包线最左端向左抽出预设长度的漆包线，折回继续绕制，然后从第n层漆包线最左端开始绕制，第n层漆包线最左端绕制半匝后向左抽出预设长度的漆包线，折回继续从左向右绕制，直到到达第n层漆包线最右端，第n层漆包线最右端向右抽出预设长度的漆包线；其中，第1层漆包线最右端向右抽出的预设长度的漆包线与第2层漆包线最右端向右抽出的预设长度的漆包线形成高压尾端层间抽头，第1层漆包线最左端向左抽出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，包括铁芯、二次线圈绝缘骨架、二次线圈、二次线圈屏蔽层、一次线圈绝缘骨架、一次线圈以及外绝缘层，所述二次线圈绝缘骨架、二次线圈、二次线圈屏蔽层、一次线圈绝缘骨架、一次线圈以及外绝缘层依次以铁芯为中心轴由内向外层层包裹，所述一次线圈包括若干层线圈，每一层线圈的首端与该层的下一层线圈的尾端连接；/n所述一次线圈还包括高压尾端层间抽头、高压尾端匝间抽头、高压中部层间抽头、高压中部匝间抽头、高压首端层间抽头以及高压首端匝间抽头，其中，高压尾端层间抽头和高压尾端匝间抽头分别位于一次线圈底层的两端部，高压中部层间抽头和高压中部匝间抽头分别位于一次线圈中层的两端部，高压首端层间抽头和高压首端匝间抽头分别位于一次线圈上层的两端部，其中，所述端部为，一次线圈上平行于铜线缠绕方向的侧壁。/n

【技术特征摘要】
1.一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，包括铁芯、二次线圈绝缘骨架、二次线圈、二次线圈屏蔽层、一次线圈绝缘骨架、一次线圈以及外绝缘层，所述二次线圈绝缘骨架、二次线圈、二次线圈屏蔽层、一次线圈绝缘骨架、一次线圈以及外绝缘层依次以铁芯为中心轴由内向外层层包裹，所述一次线圈包括若干层线圈，每一层线圈的首端与该层的下一层线圈的尾端连接；
所述一次线圈还包括高压尾端层间抽头、高压尾端匝间抽头、高压中部层间抽头、高压中部匝间抽头、高压首端层间抽头以及高压首端匝间抽头，其中，高压尾端层间抽头和高压尾端匝间抽头分别位于一次线圈底层的两端部，高压中部层间抽头和高压中部匝间抽头分别位于一次线圈中层的两端部，高压首端层间抽头和高压首端匝间抽头分别位于一次线圈上层的两端部，其中，所述端部为，一次线圈上平行于铜线缠绕方向的侧壁。


2.根据权利要求1所述的一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，所述铁芯为四根圆柱体芯体首尾连接形成的矩形结构，在铁芯的一个长边的中心位置缠绕二次线圈绝缘骨架。


3.根据权利要求2所述的一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，所述二次线圈绝缘骨架为由内而外逐层缠绕在铁芯上的青稞纸、电工胶带及电容器纸，二次线圈绝缘骨架为圆筒形架体。


4.根据权利要求1所述的一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，所述二次线圈为缠绕在所述二次线圈绝缘骨架上的若干层漆包线，每层漆包线外缠绕一层电容器纸。


5.根据权利要求1所述的一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，所述二次线圈屏蔽层为由内而外逐层缠绕在二次线圈上的电容器纸、纸板、电工胶带、导电自粘胶带及半导电皱纹纸。


6.根据权利要求1所述的一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，所述一次线圈绝缘骨架为由内而外逐层缠绕在二次线圈屏蔽层上的电容器纸及纸板。


7.根据权利要求1所述的一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，所述一次线圈为缠绕在所述一次线圈绝缘骨架上的若干层漆包线，每层漆包线外缠绕一层电容器纸。


8.根据权利要求7所述的一种发电机出口干式电压互感器试验模型，其特征在于，所述一次线圈共有n层漆包线，n为偶数，第1层漆包线和第2层漆包线为一次线圈底层，第层漆包线和第层漆包线为一次线圈中层，第n-1层漆包线和第n层漆包线为一次线圈上...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵淼，张二龙，陈延云，聂洪岩，李飞，王永红，张中成，范厚良，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院，哈尔滨理工大学，大唐淮北发电厂，江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34