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专利号: 2022114636784
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于综合温升因子的油浸式车载牵引变压器散热性能的评估方法,其特征在于,包括:

第一步,建立油浸式车载牵引变压器温升试验平台

所述油浸式牵引变压器散热系统由试验箱(1)、变压器外壳(2)、绕组温度传感器(3)、变压器绕组(4)、变压器铁心(5)、出油口温度传感器(6)、温度采集装置(7)、模拟负载电源(8)、进油口温度传感器(9)、进油管道(10)、出油管道(11)、油压泵(12)、温度控制器(13)、进风口(14)、油冷却器(15)、出风口(16)、压力传感器(17)、终端机(18)构成,其中:变压器外壳(2)、变压器绕组(4)、变压器铁心(5)、进油管道(10)、出油管道(11)、油冷却器(15)、进风口(14)和出风口(16)构成油浸式车载牵引变压器;将油浸式牵引变压器放置于试验箱内(1);绕组温度传感器(3)放置于变压器绕组(4)表面,用于测量绕组温度,绕组中嵌入的温度传感器从下至上依次编号为1,2,3…n,n=10;进油口温度传感器(9)放置于进油口表面,用于获取进油口绝缘油温度;出油口温度传感器(6)放置于出油口表面,用于获取出油口绝缘油温度;绕组温度传感器(3)、进油口温度传感器(9)和出油口温度传感器(6)与温度采集装置(7)相连,以采集进油口绝缘油温度、出油口绝缘油温度和变压器绕组温度;温度采集装置(7)与终端机(18)相连,将温度采集装置(7)中的温度数据导入终端机(18)中;压力传感器(17)与终端机(18)相连,将压力传感器(17)中的压力数据导入终端机(18)中;油压泵(12)安装于出油管(11)上,目的是驱动绝缘油的循环散热;油冷却器(15)与进油管道(10)、出油管道(11)相连,出油口管道(11)的高温绝缘油经过油冷却器(15)散热后通过进油管道(10)流入变压器内部;油冷却器(15)与进风口(14)和出风口(16)相连,共同给变压器散热;温度控制器(13)与终端机(18)相连,通过终端机(18)调节试验箱内的环境温度;模拟负载电源(8)与终端机(18)相连,通过终端机(18)控制模拟负载电源的电流;

第二步,分别获取油浸式车载变压器在不同环境温度、不同负载下的绕组温度数据、出、进油口绝缘油温度数据和压力泵的压力数据

根据运行记录获取平均运行环境温度,记为Tnorm,单位为K;根据运行记录获取平均运行油压,记为Pnorm,单位为Pa;油浸式牵引变压器绕组额定电流记为IN,单位为A;设置三个环境温度记为T‑j,j=1,2,3,单位为K,其中T‑1=1.2Tnorm,T‑2=1.4Tnorm,T‑3=1.6Tnorm;设置三个负载电流记为I‑j,j=1,2,3,单位为A,其中I‑1=1.0IN,I‑2=1.2IN,I‑3=1.4IN;

分别在环境温度稳定于T‑j,j=1,2,3,且温度波动幅值不超过1K时,在导线端子通入额定电流IN,在变压器绕组温度波动小于1K时获取绕组温度传感器(3)中采集的温度值,记为RT‑j,n,其中T‑j为第j个环境温度,n表示在T‑j下,从下至上第n个温度传感器的温度值,n=1,2,3,...,10,第j个环境温度下绕组温度最大值记为RTM‑j,第j个环境温度下绕组温度平均值记为RTm‑j,获取在第j个环境温度下压力传感器(17)中采集的的压力值PT‑j,同时获得在变压器绝缘油温度波动小于1K时,第j个环境温度下的进油口、出油口的温度值TIT‑j、TOT‑j;

在环境温度稳定于Tnorm时,分别在导线端子通入I‑j的负载电流,j=1,2,3,在绕组温度波动小于1K时获取绕组温度传感器(3)中采集的温度值,记为RI‑j,n,其中I‑j第j个负载电流,n表示在I‑j下,从下至上第n个温度传感器的温度值,第j个负载电流下绕组温度最大值记为RIM‑j,第j个负载电流下绕组温度平均值记为RIm‑j,获取在第j个负载电流下压力传感器(17)中采集的压力值PI‑j,同时获得在第j个负载电流下进油口温度传感器(9)和出油口温度传感器(6)中采集的进油口、出油口的温度值TII‑j、TOI‑j;

第三步,分别计算不同环境温度下与不同负载下的绝缘油温升因子MT‑j、MI‑j

通过公式(1)得到环境温度T‑j(j=1,2,3)时的绝缘油温升因子MT‑j,通过公式(2)得到负载电流I‑j(j=1,2,3)时的绝缘油温升因子MI‑j;

第四步,分别计算不同环境温度下与不同负载下的绕组温升因子ΩT‑j、ΩI‑j

通过公式(3)得到环境温度T‑j(j=1,2,3)时的绕组温升因子ΩT‑j,通过公式(4)得到负载电流I‑j(j=1,2,3)时的绕组温升因子ΩI‑j;

第五步,计算综合温升评估因子λest

第六步,评估油浸式车载牵引变压器的散热性能

若0<λest≤0.5,则说明该油浸式车载牵引变压器的散热性能优良;若0.5<λest≤0.7,则说明该油浸式车载牵引变压器的散热性能中等;若λest>0.7,则说明该油浸式车载牵引变压器的散热性能差,不能达到油浸式车载牵引变压器的散热性能使用要求。