一种用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置及方法与流程

本发明涉及变压器，尤其涉及一种用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置及方法。

背景技术：

1、变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，广泛应用于电力系统以及各种电子设备中。它的基本原理是利用电磁感应的原理，通过互感作用来改变电压的大小，同时保持功率的基本不变。变压器由两个或多个线圈(一般为导线绕成的线圈，称为绕组)以及一个铁芯构成。铁芯通常由硅钢片堆叠而成，用来集中磁场并减少能量损耗。变压器的基本工作原理是，在一个绕组中通过交流电流产生的磁场，感应到与之相连的另一个绕组中，从而在该绕组中产生电动势，即变压器的原电磁感应定律。当变压器出现短路工况时，变压器绕组会产生与之相对应的轴向位移。此时轴向预紧力就发挥重要作用，这种预紧力的作用是确保变压器内部各部件，如绕组和铁芯，能够稳固地固定在一起，以抵抗短路电流带来的巨大力量和热应力。轴向预紧力不足可能导致绕组和铁芯在电磁力作用下发生相对移动。这种移动会增加变压器内部的机械振动和噪音，进而影响设备的稳定性和安全性。特别是在短路时，由于电流的突然增大，若没有足够的预紧力支撑，绕组可能会发生不正常的位移，甚至导致绝缘材料的破损和绕组的损坏。轴向预紧力不足还可能影响变压器的电气性能。在短路情况下，变压器需要承受大电流的冲击，以确保正常运行和电气系统的稳定性。如果预紧力不足，绕组可能会出现局部电流过载，形成热点，这不仅影响变压器的效率和功率因数，还可能导致设备的过热和损坏。轴向预紧力不足可能会缩短变压器的使用寿命。在频繁的短路情况下，由于缺乏足够的预紧力支撑，绕组和铁芯可能会受到更大的应力和热应力，导致材料老化加剧，从而提前引发设备的故障和损坏，增加维修和更换的成本。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置及方法，以解决现有技术不能及时调节轴向预紧力导致易损坏变压器的问题。

2、第一方面，提供一种用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置，包括：至少一组变压器预紧件和至少一轴向预紧油袋，所述变压器预紧件包括：两个变压器夹件和两个轴向预紧杆；

3、两个所述变压器夹件分别设置在变压器绕组线饼的上端和下端，一所述轴向预紧杆连接两所述变压器夹件的一端，另一所述轴向预紧杆连接两所述变压器夹件的另一端，每一所述轴向预紧杆的上端和下端啮合套设有一螺母，位于上端的所述变压器夹件和所述变压器绕组线饼的上端之间设置有所述轴向预紧油袋，所述轴向预紧油袋通过输油管与变压器储油箱连通，所述轴向预紧油袋中设置有流速传感器，所述轴向预紧油袋的下端和所述变压器绕组的上端之间设置压力传感器。

4、第二方面，提供一种用于变压器短路状态的轴向预紧力调节方法，采用如第一方面实施例所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置，所述轴向预紧力调节方法包括：

5、若变压器出现短路工况，则基于短路冲击次数计算变压器绕组轴向预紧力；

6、根据计算得到的变压器绕组轴向预紧力，将变压器储油箱中的变压器油输送到轴向预紧油袋中或将轴向预紧油袋中的变压器油抽出到变压器储油箱中，使所述变压器绕组轴向预紧力达到预设预紧力值；

7、采用压力传感器测量变压器绕组轴向预紧力；

8、根据测量得到的变压器绕组轴向预紧力，将变压器储油箱中的变压器油输送到轴向预紧油袋中或将轴向预紧油袋中的变压器油抽出到变压器储油箱中，使所述变压器绕组轴向预紧力达到预设预紧力值。

9、这样，本发明实施例，预先通过短路冲击次数计算得到的轴向预紧力来对轴向预紧油袋进行输油或抽油，从而预先调整轴向预紧力大小到预设预紧力值，然后再通过压力传感器检测实际的轴向预紧力大小，再次通过对轴向预紧油袋进行输油或抽油，使轴向预紧油袋动作更加灵敏，确保变压器轴向预紧力恒定；两种方式也确保对轴向预紧力的调整较为准确。

技术特征：

1.一种用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置，其特征在于，包括：至少一组变压器预紧件和至少一轴向预紧油袋，所述变压器预紧件包括：两个变压器夹件和两个轴向预紧杆；

2.根据权利要求1所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置，其特征在于：所述轴向预紧油袋的材料为橡胶。

3.根据权利要求1所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置，其特征在于：所述轴向预紧油袋为环形，围绕在铁心外。

4.根据权利要求1所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置，其特征在于：所述变压器预紧件的数量为两组，分别对称位于所述变压器绕组线饼的中轴线的两侧。

5.根据权利要求1所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置，其特征在于：所述轴向预紧油袋的数量与所述变压器绕组线饼的数量相同。

6.一种用于变压器短路状态的轴向预紧力调节方法，其特征在于，采用如权利要求1～5任一项所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置，所述轴向预紧力调节方法包括：

7.根据权利要求6所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节方法，其特征在于，所述基于短路冲击次数计算变压器绕组轴向预紧力的计算式包括：

8.根据权利要求7所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节方法，其特征在于，所述短路冲击次数对应的绝缘垫块塑性形变量的计算式包括：

9.根据权利要求7所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节方法，其特征在于，所述短路冲击次数对应的绝缘垫块弹性系数的计算式包括：

10.根据权利要求6所述的用于变压器短路状态的轴向预紧力调节方法，其特征在于，所述基于短路冲击次数计算变压器绕组轴向预紧力的步骤之前，所述方法还包括：

技术总结
本发明公开一种用于变压器短路状态的轴向预紧力调节装置及方法。该装置包括：至少一组变压器预紧件和至少一轴向预紧油袋，变压器预紧件包括：两个变压器夹件和两个轴向预紧杆；两个变压器夹件分别设置在变压器绕组线饼的上端和下端，一轴向预紧杆连接两变压器夹件的一端，另一轴向预紧杆连接两变压器夹件的另一端，每一轴向预紧杆的上端和下端啮合套设有一螺母，位于上端的变压器夹件和变压器绕组线饼的上端之间设置有轴向预紧油袋，轴向预紧油袋通过输油管与变压器储油箱连通，轴向预紧油袋中设置有流速传感器，轴向预紧油袋的下端和变压器绕组的上端之间设置压力传感器。本发明使轴向预紧油袋动作更加灵敏，确保变压器轴向预紧力恒定。

技术研发人员：周秀,马宇坤,白金,田天,陈德志,罗艳,辛子元,相中华,王思竣,倪辉,徐玉华,常相辉,宫孙静,金海川,吴志勇,王东方,王晓康,邰晨凡,王景
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2025/2/10