一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法及装置，属于电力变压器电磁测量【技术领域】。技术方案是：包含U型上铁轭（3）、U型下铁轭（4）、激磁线圈（5）、测量线圈（2）、铁轭支架（8）、油箱（6）、油箱底座（7）、紧固螺栓（10）和定位螺栓（9），在是试样上绕制测量线圈，将试样放入油箱中，将测量线圈接入磁通计中，给激励线圈施加激励，磁通计可实时显示试样中的平均磁密，增加激励至指定磁密值。运行后取出试样，进行磁性能及微观结构等属性测量及磁性能变化研究。本发明可以模拟各种变压器铁心材料的真实运行工况，为取向硅钢试样提供和变压器铁心有相类似的运行环境，并易于取出取向硅钢试样进行磁性能测量。
【专利说明】一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法及装置，属于电力变压器电磁测量【技术领域】。
【背景技术】
[0002]取向硅钢制造厂商提供的磁性能样本数据一般为在其出厂前测量得到。变压器铁心的设计计算都是基于厂商提供的或通过对材料的磁性能测量得到的数据。变压器产品制作完成并经长期运行后，其铁心用取向硅钢的磁性能以及微观结构等是否发生变化，这些变化对变压器铁心整体磁性能的影响，很难进行测量评估。因铁心制作完成后，已成为一个整体，并且变压器基本都处在运行状态，不具备从铁心中取出部分硅钢材料进行测试的条件。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法及装置，可以模拟各种变压器铁心的真实运行工况，为取向硅钢试样提供和变压器铁心有相类似的运行环境。并易于取出取向硅钢试样进行磁性能测量，解决【背景技术】中存在的问题。
[0004]本发明的技术方案是:
一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法，包含如下步骤:①制作两个外形尺寸及工艺完全相同的U型铁轭，每个U型铁轭的上分别绕制两个激磁线圈；每个U型轭上的两个激磁线圈串联且匝数相同；②将U型铁轭固定在铁轭支架上，其中下铁轭放置在铁轭支架的底座上，上铁轭由铁轭支架上部的装有紧固螺栓的紧固夹件固定；铁轭支架上装有定位螺栓，可调节上铁轭高度，从而调整上铁轭与试样之间的气隙；③将油箱底座安装在铁轭支架底座上，并将油箱放置到油箱底座上；④将取向硅钢片进行剪切，叠成被测试样，用绑扎材料绑扎，将处理好的被测试样绕制测量线圈；⑤将绕好测量线圈的被测试样放入油箱中；⑥给上下铁轭的激磁线圈施加激励，被测试样内的工作磁密由被测试样上绕制的测量线圈实时测量，模拟变压器的运行工况，增加激励直至被测试样中达到和所模拟的变压器铁心相同工作磁密为止；⑦经过运行后，直接取出被测试样，进行磁性能及微观结构测量，对服役后的取向硅钢材料磁性能变化趋势进行研究。
[0005]所述的将绕好测量线圈的被测试样放入油箱中，如果模拟油浸式变压器铁心的实际工作环境，则在油箱中注油。
[0006]一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的装置，包含U型上铁轭、U型下铁轭、激磁线圈、测量线圈、铁轭支架、油箱、油箱底座、紧固螺栓和定位螺栓，U型上铁轭和U型下铁轭呈对称形状对齐，并通过铁轭支架、紧固螺栓、定位螺栓固定，U型上铁轭和U型下铁轭中间放置由油箱底座支撑的油箱，油箱内放置取向硅钢试样，取向硅钢试样缠有测量线圈，通过测量线圈与磁通计实时监测取向硅钢试样中的磁通密度。
[0007]所述的定位螺栓，有固定U型上铁轭和调整U型上铁轭高度的作用，当磁路中有气隙时，为达到设定磁密，同无气隙时相比，需要的大大增加激励电压。调整U型上铁轭高度即是为了减小铁轭同试样之间的气隙，从而减小激励电压，降低对激励电源的要求。
[0008]U型上铁轭和U型下铁轭的截面积大于取向硅钢试样截面积，这使U型上铁轭和U型下铁轭中的较小磁通都流入取向硅钢试样后，形成了较大的磁通密度，从而减小激磁难度。
[0009]所述的被测试样，也就是取向硅钢试样，其取向硅钢片的牌号可以是任意的，其工作磁密可根据需要为不大于饱和磁密的任意值，以供取向硅钢磁性能演变研究。
[0010]本发明的积极效果是:可以模拟变压器的实际运行工况，使被测试样工作在同变压器铁心相类似的条件下，根据需要，可为被测试样提供不大于饱和磁密任意的值。并且，被测试样可以方便的取出测量，为硅钢片磁性能演变研究提供了便利条件。实验装置制作简单，对实验设备的要求较低，实验操作简便易行。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明电磁构件示意图；
图2是本发明被测试样叠积方式示意图；
图3是本发明总装结构示意图；
图4是本发明铁轭支架示意图；
图5是本发明油箱底座示意图；
图6是本发明油箱部分示意图；
图中:被测试样1、测量线圈2、U型上铁轭3、U型下铁轭4、激磁线圈5、油箱6、油箱底座7、铁轭支架8、定位螺栓9、紧固螺栓10。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
[0013]一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法，将实验装置按如图3进行安装，按要求剪切被测试样，用绑扎材料绑扎，并在是被测试样上绕制测量线圈，将被测试样放入油箱中，根据实验需要确定是否在油箱中注油。将测量线圈接入磁通计中，给激励线圈施加激励，磁通计可实时显示被测试样中的平均磁密，增加激励至指定磁密值。经过设定时间的运行后，可直接取出被测试样，进行磁性能及微观结构等属性测量及磁性能变化研究。
[0014]一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的装置，包含U型上铁轭3、U型下铁轭4、激磁线圈5、测量线圈2、铁轭支架7、油箱6、油箱底座7、紧固螺栓10和定位螺栓9 ；U型上铁轭和U型下铁轭呈对称形状对齐，并通过铁轭支架、紧固螺栓、定位螺栓固定，U型上铁轭和U型下铁轭中间放置由油箱底座支撑的油箱,油箱内放置取向娃钢试样，取向娃钢试样缠有测量线圈，通过测量线圈与磁通计实时监测取向硅钢试样中的磁通密度。
[0015]本装置采用上下铁轭的结构形式，且上下铁轭的截面积大于试样截面积，这使上下铁轭中的较小磁通都流入试样后，形成了较大的磁通密度，从而减小激磁难度。
[0016]所述的定位螺栓，有固定上铁轭和调整上铁轭高度的作用。当磁路中有气隙时，为达到设定磁密，同无气隙时相比，需要的大大增加激励电压。调整铁轭高度即是为了减小铁轭同取向硅钢试样之间的气隙，从而减小激励电压，降低对激励电源的要求。[0017]所述的被测试样，即取向硅钢试样，其取向硅钢片的牌号可以是任意的，其工作磁密可根据需要为不大于饱和磁密的任意值，以供对服役后的取向硅钢磁性能演变研究。
【权利要求】
1.一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法，其特征在于包含如下步骤:①制作两个外形尺寸及工艺完全相同的U型铁轭，每个U型铁轭的上分别绕制两个激磁线圈；每个U型轭上的两个激磁线圈串联且匝数相同；②将U型铁轭固定在铁轭支架上，其中下铁轭放置在铁轭支架的底座上，上铁轭由铁轭支架上部的装有紧固螺栓的紧固夹件固定；铁轭支架上装有定位螺栓，可调节上铁轭高度，从而调整上铁轭与试样之间的气隙；③将油箱底座安装在铁轭支架底座上，并将油箱放置到油箱底座上；④将取向硅钢片进行剪切，叠成被测试样，用绑扎材料绑扎，将处理好的被测试样绕制测量线圈将绕好测量线圈的被测试样放入油箱中给上下铁轭的激磁线圈施加激励，被测试样内的工作磁密由被测试样上绕制的测量线圈实时测量，模拟变压器的运行工况，增加激励直至被测试样中达到和所模拟的变压器铁心相同工作磁密为止；⑦经过运行后，直接取出被测试样，进行磁性能及微观结构测量，对服役后的取向硅钢材料磁性能变化趋势进行研究。
2.根据权利要求1所述的模拟服役后变压器铁心材料磁性能的方法，其特征在于所述的将绕好测量线圈的被测试样放入油箱中，如果模拟油浸式变压器铁心的实际工作环境，则在油箱中注油。
3.一种模拟服役后变压器铁心材料磁性能的装置，其特征在于包含包含U型上铁轭(3)、U型下铁轭(4)、激磁线圈(5)、测量线圈(2)、铁轭支架(8)、油箱(6)、油箱底座(7)、紧固螺栓(10)和定位螺栓(9) ；U型上铁轭和U型下铁轭呈对称形状对齐，并通过铁轭支架、紧固螺栓、定位螺栓固定，U型上铁轭和U型下铁轭中间放置由油箱底座支撑的油箱，油箱内放置取向硅钢试样，取向硅钢试样缠有测量线圈，通过测量线圈与磁通计实时监测取向硅钢试样中的磁通密度。
4.根据权利要求3所述的模拟服役后变压器铁心材料磁性能的装置，其特征在于:所述的定位螺栓，有固定U型上铁轭和调整U型上铁轭高度的作用，当磁路中有气隙时，为达到设定磁密，同无气隙时相比，需要的大大增加激励电压；调整U型上铁轭高度即是为了减小铁轭同试样之间的气隙，从而减小激励电压，降低对激励电源的要求。
5.根据权利要求3或4所述的模拟服役后变压器铁心材料磁性能的装置，其特征在于:U型上铁轭和U型下铁轭的截面积大于取向硅钢试样截面积，使U型上铁轭和U型下铁轭中的较小磁通都流入取向硅钢试样后，形成了较大的磁通密度，从而减小激磁难度。
【文档编号】G01R33/12GK103630856SQ201310690230
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】刘涛, 赵志刚, 马光, 侯建江, 程志光, 范亚娜 申请人:保定天威集团有限公司, 国网智能电网研究院