本實(shí)用新型涉及高電壓試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器。

背景技術(shù)：

變壓器屬于電網(wǎng)核心設(shè)備，起到電壓變換、功率傳輸和隔離保護(hù)等作用，因而變壓器的健康狀況關(guān)系著整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。變壓器在穩(wěn)態(tài)或暫態(tài)運(yùn)行時(shí)，其繞組均會受到電動力的作用，引起變壓器振動加劇、結(jié)構(gòu)松動、性能下降，嚴(yán)重時(shí)可能會引起繞組變形、絕緣破壞甚至是燒毀事故。

在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，設(shè)計(jì)者會對變壓器繞組的受力情況進(jìn)行仿真計(jì)算，以保證變壓器繞組可以承受一定的電動力。目前，主要是通過短路試驗(yàn)來驗(yàn)證，但是這種試驗(yàn)方式并不能監(jiān)測到繞組受力情況；在變壓器經(jīng)過長途運(yùn)輸、裝配、長時(shí)間運(yùn)行以及多次小電流短路后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松動、材料老化的情況無法避免，目前尚無法評估此狀態(tài)下變壓器繞組承受電動力的能力，使得變壓器內(nèi)部缺陷無法得到真實(shí)反映；在變壓器修復(fù)、繞組加固以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等過程中，也需要對效果進(jìn)行測評或提供技術(shù)支撐，而目前只能通過計(jì)算或其他試驗(yàn)結(jié)果間接反映。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器，以解決當(dāng)前變壓器繞組受力不能直接監(jiān)測和調(diào)節(jié)，內(nèi)部缺陷無法得到真實(shí)反映的問題。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器，包括變壓器主體，所述變壓器主體包括：油箱、設(shè)于所述油箱內(nèi)部的鐵芯、套設(shè)于所述鐵芯外部的線圈、與所述鐵芯的上鐵軛相連接的上夾件、與所述鐵芯的下鐵軛相連接的下夾件和設(shè)于所述油箱外壁上的出線裝置；

所述油箱內(nèi)部還設(shè)有壓緊裝置、壓電傳感器組和振動傳感器；所述試驗(yàn)變壓器還包括位于所述油箱外部的處理器；

所述壓電傳感器組包括：第一壓電傳感器和第二壓電傳感器；

所述線圈與所述壓緊裝置通過所述第一壓電傳感器相連接；

所述第二壓電傳感器位于所述線圈和所述鐵芯之間的空隙內(nèi)；

所述振動傳感器位于所述線圈的外表面；

所述第一壓電傳感器、所述第二壓電傳感器和所述振動傳感器分別與所述處理器相連接。

優(yōu)選地，所述壓緊裝置包括：墊塊、彈壓件、螺桿和螺母；所述彈壓件與所述第一壓電傳感器通過所述墊塊相連接；所述螺桿貫穿所述上夾件所設(shè)的螺孔；所述螺桿的一端與所述彈壓件相連接；所述螺桿的另一端位于所述油箱的外部，并與所述螺母緊固連接。

優(yōu)選地，所述第一壓電傳感器和所述第二壓電傳感器為光纖傳導(dǎo)式壓電傳感器。

優(yōu)選地，所述振動傳感器為光纖傳導(dǎo)式振動傳感器。

優(yōu)選地，所述繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器還包括光電轉(zhuǎn)換器；所述第一壓電傳感器與所述光電轉(zhuǎn)換器的輸入端通過光纖相連接；所述第二壓電傳感器與所述光電轉(zhuǎn)換器的輸入端通過光纖相連接；所述振動傳感器與所述光電轉(zhuǎn)換器的輸入端通過光纖相連接；所述光電轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述處理器通過電纜相連接。

優(yōu)選地，所述振動傳感器為位移傳感器。

優(yōu)選地，所述彈壓件上設(shè)有凹槽，所述螺桿的一端位于所述凹槽內(nèi)。

由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型提供的一種繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器，包括：變壓器主體、壓緊裝置、壓電傳感器組、振動傳感器和處理器；所述壓電傳感器組包括第一壓電傳感器和第二壓電傳感器。通過所述壓緊裝置可調(diào)節(jié)變壓器繞組整體和局部的壓緊力；所述第一壓電傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測線圈的壓緊力及試驗(yàn)時(shí)繞組受到的軸向電動力；所述第二壓電傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測線圈的輻向收縮力；所述振動傳感器可以監(jiān)測變壓器在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的振動。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，可靈活調(diào)節(jié)繞組受力，且結(jié)構(gòu)安全可靠，可真實(shí)模擬變壓器繞組松動、故障短路及實(shí)際運(yùn)行中變壓器繞組振動時(shí)的受力情況，可用于變壓器的設(shè)計(jì)校核、故障模擬、試驗(yàn)監(jiān)測和科學(xué)研究等領(lǐng)域。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的一種繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器的整體結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的一種繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的壓緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-線圈，2-鐵芯，3-上夾件，4-下夾件，5-油箱，6-出線裝置，7-壓緊裝置，8-壓電傳感器組，9-振動傳感器，10光電轉(zhuǎn)換器，11-處理器，31-螺孔，71-墊塊，72-彈壓件，73-螺桿，74-螺母，81-第一壓電傳感器，82-第二壓電傳感器，721-凹槽。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)施例提供一種繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器，如圖1和圖2所示，包括變壓器主體，所述變壓器主體包括：油箱5、設(shè)于所述油箱5內(nèi)部的鐵芯2、套設(shè)于所述鐵芯2外部的線圈1、與所述鐵芯2的上鐵軛相連接的上夾件3、與所述鐵芯2的下鐵軛相連接的下夾件4和設(shè)于所述油箱5外壁上的出線裝置6，其中，所述線圈1的引出線通過所述出線裝置6引出所述油箱5外部；

所述油箱5內(nèi)部還設(shè)有壓緊裝置7、壓電傳感器組8和振動傳感器9；所述試驗(yàn)變壓器還包括位于所述油箱5外部的處理器11；

所述壓電傳感器組8包括：第一壓電傳感器81和第二壓電傳感器82；

所述線圈1與所述壓緊裝置7通過所述第一壓電傳感器81相連接；

所述第二壓電傳感器82位于所述線圈1和所述鐵芯2之間的空隙內(nèi)；

所述振動傳感器9位于所述線圈1的外表面；

所述第一壓電傳感器81、所述第二壓電傳感器82和所述振動傳感器9分別與所述處理器11相連接。

本實(shí)施例中，所述壓緊裝置7的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括：墊塊71、彈壓件72、螺桿73和螺母74。其中，所述彈壓件72與所述第一壓電傳感器81通過所述墊塊71相連接；所述螺桿73貫穿所述上夾件3所設(shè)的螺孔31；所述螺桿73的一端與所述彈壓件72相連接；所述螺桿73的另一端位于所述油箱5的外部，并與所述螺母74緊固連接。

在所述壓緊裝置7中，壓緊力通過所述螺桿73、所述彈壓件72和所述墊塊71作用于所述線圈1。旋動所述螺母74，使所述螺桿73旋進(jìn)，此時(shí)，所述墊塊71對所述線圈1的壓緊力逐漸增大；旋動所述螺母74，使所述螺桿73旋出，此時(shí)，所述墊塊71對所述線圈1的壓緊力逐漸減小。試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)所述螺母74緊固的松緊度，即可實(shí)現(xiàn)對變壓器繞組壓緊力的靈活調(diào)節(jié)，操作簡單可靠，可模擬變壓器繞組在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的松動缺陷。

本實(shí)施例中，升壓變壓器的繞組上設(shè)有四個所述壓緊裝置7，各所述壓緊裝置7間隔90°。當(dāng)四個所述壓緊裝置7均對所述線圈1壓緊時(shí)，可模擬變壓器繞組在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的整體松動缺陷；當(dāng)少于四個所述壓緊裝置均對所述線圈1壓緊時(shí)，可模擬變壓器繞組在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的局部松動缺陷。對于降壓變壓器，其所述壓緊裝置7的數(shù)量、設(shè)置方式及松動缺陷模擬均可參照所述升壓變壓器，在此不再贅述。

需要說明的是，對于升壓變壓器和降壓變壓器，所述壓緊裝置7的數(shù)量及其具體設(shè)置方式不限于本實(shí)施例所述的數(shù)量及設(shè)置方式，可根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)需要進(jìn)行選取和設(shè)置。

所述第一壓電傳感器81用于監(jiān)測所述壓緊裝置7對所述線圈1的壓緊力、試驗(yàn)時(shí)繞組受到的軸向電動力。壓電傳感器的原理主要是壓電效應(yīng)，它是利用電氣元件和其他機(jī)械把待測的壓力信號轉(zhuǎn)換成為電信號，再進(jìn)行相關(guān)測量工作的精密測量儀器，具有體積小、重量輕、靈敏度高和信噪比大等優(yōu)點(diǎn)。

在進(jìn)行變壓器裝配，以及通過調(diào)節(jié)所述壓緊裝置7進(jìn)行繞組松動缺陷模擬試驗(yàn)時(shí)，所述線圈1受到的壓緊力同時(shí)作用于所述第一壓電傳感器81，所述第一壓電傳感器81將所述線圈1的壓緊力信號轉(zhuǎn)換為第一電信號，并將所述第一電信號傳輸至所述處理器11，由所述處理器11對所述第一電信號進(jìn)行處理、分析和顯示。所述第一壓電傳感器81可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器繞組所受的壓緊力和軸向電動力，以及模擬變壓器繞組在發(fā)生松動時(shí)的受力情況的目的。

所述第二壓電傳感器82用于監(jiān)測所述線圈1的收縮力。壓電傳感器的原理主要是壓電效應(yīng)，它是利用電氣元件和其他機(jī)械把待測的壓力信號轉(zhuǎn)換成為電信號，再進(jìn)行相關(guān)測量工作的精密測量儀器，具有體積小、重量輕、靈敏度高和信噪比大等優(yōu)點(diǎn)。

當(dāng)變壓器發(fā)生短路時(shí)，變壓器繞組會在輻向上產(chǎn)生形變，此時(shí)變壓器繞組會在輻向上向內(nèi)收縮，從而擠壓所述第二壓電傳感器82，所述第二壓電傳感器82將所述線圈1的收縮力信號轉(zhuǎn)換為第二電信號，并將所述第二電信號傳輸至所述處理器11，由所述處理器11對所述第二電信號進(jìn)行處理、分析和顯示。所述第二壓電傳感器82可以在變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測變壓器繞組的受力情況。

所述振動傳感器9設(shè)于所述線圈1的外表面，所述振動傳感器可以監(jiān)測變壓器在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的振動。所述振動傳感器可分為：位移傳感器、速度傳感器和加速度傳感器。其中，對于由不平衡、不對中、松動或油膜振蕩等現(xiàn)象引起的低頻振動，選用位移傳感器或速度傳感器對振動進(jìn)行監(jiān)測，可以得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)；而對于中、高頻振動，則采用加速度傳感器。所述振動傳感器9可根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)需要或振動類型進(jìn)行選取，可以選擇其中一種或多種。

優(yōu)選地，所述振動傳感器9為位移傳感器。所述位移傳感器作用是把待測元器件的位移量轉(zhuǎn)換為電量，可通過實(shí)時(shí)監(jiān)測線圈輻向上的位移來間接反映受力，為便于對繞組振動進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，所述位移傳感器為數(shù)字式位移傳感器。

變壓器身在實(shí)際運(yùn)行中不可避免會產(chǎn)生振動，當(dāng)所述線圈1發(fā)生振動時(shí)，所述線圈1會產(chǎn)生形變和位移，所述位移傳感器9將所述線圈1的位移信號轉(zhuǎn)換為第三電信號，并將所述第三電信號傳輸至所述處理器11，由所述處理器11對所述第三電信號進(jìn)行處理、分析和顯示。

優(yōu)選地，所述第一壓電傳感器81、所述第二壓電傳感器82均為光纖傳導(dǎo)式壓電傳感器。所述光纖傳導(dǎo)式壓電傳感器是將壓力信號轉(zhuǎn)化為光信號進(jìn)行傳輸，再將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并由所述處理器11進(jìn)行壓力監(jiān)測，具有容量大、傳輸損耗低、絕緣強(qiáng)度高和抗強(qiáng)電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。采用光纖傳輸測壓力的方式能有效切斷電磁干擾耦合到測壓力通路的途徑，避免了各種脈沖干擾給壓力測量帶來的影響，從而提高壓力測量的抗干擾性和測量精度。

優(yōu)選地，所述振動傳感器9為光纖傳導(dǎo)式振動傳感器。所述光纖傳導(dǎo)式振動傳感器是將振動信號轉(zhuǎn)化為光信號進(jìn)行傳輸，再將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并由所述處理器11進(jìn)行振動監(jiān)測，具有容量大、傳輸損耗低、絕緣強(qiáng)度高和抗強(qiáng)電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。所述光纖傳導(dǎo)式振動傳感器可用于測量位移信號、速度信號和加速度信號，能提高振動測量的精度和可靠性。

優(yōu)選地，所述繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器還包括光電轉(zhuǎn)換器10。光電轉(zhuǎn)換器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進(jìn)行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元，主要是利用光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，便于所述處理器11對所述第一壓電傳感器81、所述第二壓電傳感器82和所述振動傳感器9的監(jiān)測信號進(jìn)行處理。

所述第一壓電傳感器81與所述光電轉(zhuǎn)換器10的輸入端通過光纖相連接，所述光電轉(zhuǎn)換器10的輸出端與所述處理器11通過電纜相連接。當(dāng)所述線圈1所受的壓緊力變化時(shí)，所述第一壓電傳感器81相應(yīng)的光參量發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生與壓緊力變化信息相對應(yīng)的第一光信號；所述第一光信號通過光纖傳輸至所述光電轉(zhuǎn)換器10；所述光電轉(zhuǎn)換器10將所述第一光信號轉(zhuǎn)化為第一電信號；所述第一電信號通過電纜傳輸至所述處理器11，并由所述處理器11對所述第一電信號進(jìn)行處理、分析和顯示，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器繞組所受壓緊力的目的。其中，所述光參量可以是光強(qiáng)、波長、相位和偏振態(tài)中的任一種。

所述第二壓電傳感器82與所述光電轉(zhuǎn)換器10的輸入端通過光纖相連接，所述光電轉(zhuǎn)換器10的輸出端與所述處理器11通過電纜相連接。當(dāng)所述線圈1的收縮力變化時(shí)，所述第二壓電傳感器82相應(yīng)的光參量發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生與收縮力變化信息相對應(yīng)的第二光信號；所述第二光信號通過光纖傳輸至所述光電轉(zhuǎn)換器10；所述光電轉(zhuǎn)換器10將所述第二光信號轉(zhuǎn)化為第二電信號；所述第二電信號通過電纜傳輸至所述處理器11，并由所述處理器11對所述第二電信號進(jìn)行處理、分析和顯示，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器繞組收縮力的目的。其中，所述光參量可以是光強(qiáng)、波長、相位和偏振態(tài)中的任一種。

所述振動傳感器9與所述光電轉(zhuǎn)換器10的輸入端通過光纖相連接，所述光電轉(zhuǎn)換器10的輸出端與所述處理器11通過電纜相連接。當(dāng)所述線圈1發(fā)生振動時(shí)，設(shè)于所述線圈1外表面的所述振動傳感器9相應(yīng)的光參量發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生與振動信息相對應(yīng)的第三光信號；所述第三光信號通過光纖傳輸至所述光電轉(zhuǎn)換器10；所述光電轉(zhuǎn)換器10將所述第三光信號轉(zhuǎn)化為第三電信號；所述第三電信號通過電纜傳輸至所述處理器11，并由所述處理器11對所述第三電信號進(jìn)行處理、分析和顯示，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器繞組振動的目的。其中，所述光參量可以是光強(qiáng)、波長、相位和偏振態(tài)中的任一種。

需要說明的是，所述第一壓電傳感器81、所述第二壓電傳感器82和所述振動傳感器9可以通過復(fù)用技術(shù)串接于同一光路中，即通過復(fù)用技術(shù)將所述第一光信號、所述第二光信號和所述第三光信號組合成復(fù)合信號，以實(shí)現(xiàn)多路信號在同一物理信道中的傳輸，在進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換之前，通過解復(fù)用技術(shù)將所述復(fù)合信號重新分離成各獨(dú)立信號，然后將各獨(dú)立信號傳輸至所述光電轉(zhuǎn)換器10；所述第一壓電傳感器81、所述第二壓電傳感器82和所述振動傳感器9還可以通過三條獨(dú)立光路，分別對所述第一光信號、所述第二光信號和所述第三光信號進(jìn)行傳輸。所述第一光信號、所述第二光信號和所述第三光信號的具體傳輸方式可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

優(yōu)選地，所述彈壓件72上設(shè)有凹槽721，所述螺桿73的一端位于所述凹槽721內(nèi)，此時(shí)，所述螺桿73與所述彈壓件72為面接觸，可以提高壓緊力的傳遞效率，使所述壓緊裝置7能夠更好地控制所述線圈1所受的壓緊力，且所述壓緊裝置7的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固可靠，有利于安裝，可實(shí)現(xiàn)對變壓器繞組壓緊力的靈活調(diào)節(jié)，操作簡單可靠，可模擬變壓器繞組在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的松動缺陷。

由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型提供的一種繞組受力可調(diào)的試驗(yàn)變壓器，包括：變壓器主體、壓緊裝置7、壓電傳感器組8、振動傳感器9和處理器11；所述壓電傳感器組8包括第一壓電傳感器81和第二壓電傳感器82。通過所述壓緊裝置7可調(diào)節(jié)變壓器繞組整體和局部的壓緊力；所述第一壓電傳感器81用于實(shí)時(shí)監(jiān)測線圈的壓緊力及試驗(yàn)時(shí)繞組受到的軸向電動力；所述第二壓電傳感器82用于實(shí)時(shí)監(jiān)測線圈的輻向收縮力；所述振動傳感器可以監(jiān)測變壓器在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的振動。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，可靈活調(diào)節(jié)繞組受力，且結(jié)構(gòu)安全可靠，可真實(shí)模擬變壓器繞組松動、故障短路及實(shí)際運(yùn)行中變壓器繞組振動時(shí)的受力情況，可用于變壓器的設(shè)計(jì)校核、故障模擬、試驗(yàn)監(jiān)測和科學(xué)研究等領(lǐng)域。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的實(shí)用新型后，將容易想到本實(shí)用新型的其它實(shí)施方案。本申請旨在涵蓋本實(shí)用新型的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本實(shí)用新型的一般性原理并包括本實(shí)用新型未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本實(shí)用新型的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本實(shí)用新型的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。