基于熱電效應(yīng)的配電變壓器繞組材質(zhì)檢測方法研究.pdf

1、鋁代銅是指用鋁代替銅作為變壓器繞組材質(zhì)，是目前國內(nèi)配電變壓器普遍存在的一個(gè)問題。根據(jù)變壓器型號編制方法，鋁線變壓器的型號必須特殊標(biāo)注，否則就是一種“以次充好”的行為，不僅帶來經(jīng)濟(jì)損失，也埋下了安全隱患。國家電網(wǎng)公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了此類案例，但是只能通過變壓器吊罩進(jìn)行檢查。該方法需要破壞繞組絕緣且操作繁瑣，因此需要研究一種方便快捷的無損檢測方法。
　　本文提出了一種基于熱電效應(yīng)的變壓器繞組材質(zhì)檢測方法。方法的出發(fā)點(diǎn)是熱電偶測溫原理的逆應(yīng)用

2、。熱電偶是已知材料，通過測量熱電勢得到溫度，而本文方法則是通過測量熱電勢和溫度確定材料。鋁線變壓器內(nèi)部必然存在銅鋁接頭，則將其視為熱電偶，在溫升情況下就會產(chǎn)生一定的熱電勢。而銅線變壓器繞組回路中均為銅材，即使溫升理論上也不會產(chǎn)生明顯的熱電效應(yīng)。利用該熱電勢的差異即可實(shí)現(xiàn)繞組材質(zhì)無損檢測。
　　本文通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量得到銅和鋁的塞貝克系數(shù)差異約為4μV/K，而銅變常用的各種銅材相互間塞貝克系數(shù)差異在1μV/K以內(nèi)，二者差異明顯。

3、本文通過分析變壓器熱電效應(yīng)的過程，推導(dǎo)出了繞組回路的總熱電勢和繞組材質(zhì)的關(guān)系式。結(jié)合實(shí)際情況計(jì)算銅變和鋁變的熱電勢差異，再考慮一定的裕度，確定判斷閾值Um。變壓器繞組兩端溫度差的建立是本方法的一個(gè)關(guān)鍵，因此本文對變壓器繞組溫度場分布進(jìn)行了分析研究。檢測時(shí)變壓器為非運(yùn)行狀態(tài)，沒有內(nèi)部損耗，熱源來自加熱裝置，主要由接觸式熱傳導(dǎo)和變壓器油對流換熱建立溫度場。
　　利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元法溫度場仿真，得到繞組兩端溫度差在30℃以上，