電力裝置材質檢測技術，配電變壓器繞組材質的檢測方法及裝置

配電變壓器是配電系統中用來傳輸交流電能的重要電器裝置，其應用範圍廣泛且使用量大，在整個配電系統中配電變壓器所佔的成本非常高，而配電變壓器中繞組所佔的成本又非常高。根據繞組材質，可以將配電變壓器分為銅繞組配電變壓器和鋁繞組配電變壓器。金屬銅與金屬鋁相比，具有熔點高、密度大、載流量大、電阻率小的優點，因此，銅繞組配電變壓器比鋁繞組配電變壓器效能更優越，所以，銅繞組配電變壓器比鋁繞組配電變壓器更加受到行業內的青睞。但是，近年來國內外金屬銅的價格居高不下，一些不良配電變壓器生產商為了追逐更大的利潤，採用鋁漆包線代替銅漆包線作為配電變壓器的繞組，而購買方往往對此並不知情。目前，常見的配電變壓器繞組材質檢測方法有：體積容量比法、稱重法、電阻溫度係數法以及X射線法。其中，體積容量法是透過測量不同材質繞組配電變壓器的尺寸、質量等基本引數，透過比較配電變壓器油箱容積、變壓器油質量、器身體積以及器身密度來判斷配電變壓器繞組的材質。稱重法是依據金屬銅比鋁密度大的原理，針對同樣型號的配電變壓器，重量相對較輕的是鋁繞組配電變壓器，而重量較重的是銅繞制配電變壓器。電阻溫度係數法，是首先獲取待測配電變壓器繞組的直流電阻隨其溫度變化的檢測曲線和已知繞組材質的標準配電變壓器繞組的直流電阻隨其溫度變化的標準曲線，將兩者進行對比，根據金屬銅和鋁在溫度係數方面的差異，透過測量不同溫度下繞組直流電阻值，在繞組溫度模型的基礎上採用多點線性迴歸法計算電阻溫度係數K值來判斷配電變壓器繞組的材質。X射線檢測法是透過對低壓繞組和高壓繞組進行X射線成像，對檢測部位的正面成像時，黑度在0。2-1。4之間為銅繞制，黑度在1。5-2。5之間為鋁繞組；對檢測部位的正面成像時，黑度在0。2-0。8之間為銅繞制，黑度在0。9-1。6之間為鋁繞組。

然而，目前的體積容量比法和稱重法中，針對相同容量的配電變壓器，不同廠家或不同型號的配電變壓器設計結構差異較大，雖然總體上隨著鋁材用量的增加配電變壓器油質量、油箱容積、器身體積均變大，器身密度變小，但是具體到材質判斷的閾值上，這些配電變壓器之間由於型號不同或者廠家不同，並沒有針對同類配電變壓器的標準體積容量值或者標準重量值，這就導致體積容量比法和稱重法對繞組材質的檢測準確性不夠高，容易產生誤判。電阻溫度係數法中，由於配電變壓器的繞組直流電阻值太低，低壓側通常為毫歐級，現有的儀器對低壓繞組的直流電阻值測量精度和誤差控制不夠準確，從而導致針對繞組溫度所建立的電阻溫度係數模型不準確。另外，在實際的工程現場，無法滿足電阻溫度係數法的試驗條件，該方法只適用於實驗室，不利於推廣使用。X射線檢測法需要提前24小時準備測試材料，而且操作步驟複雜，因此X射線檢測法的工作效率低下，而且該方法用到檢測裝置成本高，只能在實驗室使用，適用範圍小。另外，X射線對工作人員的身體健康不利，不利於推廣使用。

問題拆分

檢測配電變壓器容量是否小於500kVA；如果容量小於500kVA，利用熱電效應法加熱配電變壓器繞組，使繞組兩端溫差達到設定溫度；獲取溫差達到設定溫度時的熱電勢值；如果熱電勢值小於或等於第一熱電勢閾值，確定繞組材質為銅；如果熱電勢值大於或等於第二熱電勢閾值，確定繞組材質為鋁；如果配電變壓器的熱電勢值大於第一熱電勢閾值且小於第二熱電勢閾值或者容量大於或等於500kVA，利用反推演演算法確定繞組材質。本發明從配電變壓器容量及熱電勢值的角度出發，大大提高檢測的準確性。

問題解決

1。一種配電變壓器繞組材質的檢測方法，其特徵在於，包括：

檢測配電變壓器容量是否小於500kVA；

如果所述配電變壓器容量小於500kVA，利用熱電效應法加熱所述配電變壓器的繞組，使所述配電變壓器同一繞組兩端的溫差達到設定溫度；

在所述配電變壓器同一繞組兩端的溫差達到設定溫度後，獲取所述配電變壓器在所述溫差達到設定溫度時的熱電勢值；

如果所述熱電勢值小於或等於與所述設定溫度匹配的第一熱電勢閾值，確定所述配電變壓器的繞組材質為銅；

如果所述熱電勢值大於或等於與所述設定溫度匹配的第二熱電勢閾值，確定所述配電變壓器的繞組材質為鋁，其中，所述第一熱電勢閾值小於所述第二熱電勢閾值；

如果所述配電變壓器的熱電勢值大於所述第一熱電勢閾值且小於所述第二熱電勢閾值，或者，所述配電變壓器容量大於或等於500kVA，利用反推演演算法確定所述配電變壓器的繞組材質；

所述利用反推演演算法確定所述配電變壓器的繞組材質，包括：

對所述配電變壓器進行實際測量，獲取所述配電變壓器的基本電效能引數；

根據所述配電變壓器的基本電效能引數，判斷所述配電變壓器是否符合國家標準；

如果所述配電變壓器符合國家標準，則假設所述配電變壓器的繞組材質為銅；

獲取所述配電變壓器鐵芯和繞組的結構引數，所述結構引數包括：所述鐵芯的直徑和截面形狀、所述繞組的匝數以及所述繞組的層數；

根據所述鐵芯的直徑和截面形狀、所述繞組的匝數、所述繞組的層數以及繞組的導線規格，計算得出所述配電變壓器假設為銅繞組時的電流密度、負載損耗、短路阻抗、尺寸以及重量；

對所述配電變壓器進行實際測量，測量所述配電變壓器的尺寸標稱值以及重量標稱值；

將所述配電變壓器假設為銅繞組時的負載損耗、短路阻抗、尺寸以及重量分別對比所述配電變壓器的基本電效能引數的負載損耗標稱值和短路阻抗標稱值以及實際測量的尺寸標稱值和重量標稱值，判斷負載損耗偏差的絕對值是否小於負載損耗偏差閾值、短路阻抗偏差的絕對值是否小於短路阻抗偏差閾值、尺寸偏差的絕對值是否小於尺寸偏差閾值、重量偏差的絕對值是否小於重量偏差閾值且所述電流密度是否大於電流密度閾值；

如果所述負載損耗偏差的絕對值小於負載損耗偏差閾值、所述短路阻抗偏差的絕對值小於短路阻抗偏差閾值、所述尺寸偏差的絕對值小於尺寸偏差閾值、所述重量偏差的絕對值小於重量偏差閾值且所述電流密度大於電流密度閾值，確定所述配電變壓器的繞組材質為銅；

確定所述配電變壓器的繞組材質不為銅之後，所述方法還包括：

假設所述配電變壓器繞組材質為鋁；

根據所述鐵芯的直徑和截面形狀、所述繞組的匝數、所述繞組的層數，計算得出所述配電變壓器假設為鋁繞組時的尺寸以及重量；

將所述配電變壓器假設為鋁繞組時的負載損耗、短路阻抗、尺寸以及重量分別對比所述配電變壓器的基本電效能引數的負載損耗標稱值和短路阻抗標稱值以及實際測量的尺寸標稱值和重量標稱值，判斷負載損耗偏差的絕對值是否小於負載損耗偏差閾值、短路阻抗偏差的絕對值是否小於短路阻抗偏差閾值、尺寸偏差的絕對值是否小於尺寸偏差閾值、重量偏差的絕對值是否小於重量偏差閾值且所述電流密度是否大於電流密度閾值；

如果所述負載損耗偏差的絕對值小於負載損耗偏差閾值、所述短路阻抗偏差的絕對值小於短路阻抗偏差閾值、所述尺寸偏差的絕對值小於尺寸偏差閾值、所述重量偏差的絕對值小於重量偏差閾值且所述電流密度小於電流密度閾值，確定所述配電變壓器的繞組材質為鋁。

2。根據權利要求1所述的配電變壓器繞組材質的檢測方法，其特徵在於，所述設定溫度大於或等於60℃。

3。根據權利要求1所述的配電變壓器繞組材質的檢測方法，其特徵在於，所述設定溫度為60℃，所述第一熱電勢閾值為50微安，所述第二熱電勢閾值為120微安。

4。根據權利要求1所述的配電變壓器繞組材質的檢測方法，其特徵在於，所述電流電流密度閾值為1。5A/mm2、所述負載損耗偏差閾值為5％、所述短路阻抗偏差閾值為10％、所述尺寸偏差閾值為8％且所述重量偏差閾值為10％。

5。根據權利要求1所述的配電變壓器繞組材質的檢測方法，其特徵在於，所述配電變壓器的尺寸包括所述配電變壓器的油箱高度、油箱寬度以及油箱長度；

判斷所述尺寸與標稱尺寸偏差的絕對值是否小於尺寸偏差閾值包括：

判斷所述配電變壓器的油箱高度與標稱油箱高度偏差的絕對值是否小於油箱高度偏差閾值、油箱寬度與標稱油箱寬度偏差的絕對值是否小於油箱寬度偏差閾值且油箱長度與標稱油箱長度偏差的絕對值是否小於油箱長度偏差閾值。

6。一種配電變壓器繞組材質的檢測裝置，其特徵在於，所述裝置包括：處理器、儲存器和通訊介面，所述處理器、儲存器和通訊介面透過通訊匯流排相連；

所述通訊介面，用於傳送和接收訊號；

所述儲存器，用於儲存程式程式碼；

所述處理器，用於讀取所述儲存器中儲存的程式程式碼，並執行如權利要求1至5中任一項所述的方法。