[发明专利]一种变压器防絮罩及其网孔尺寸设计方法

说明书

本发明公开了一种考虑接头导通性的变压器防絮罩及其网孔尺寸设计方法，采用“目”字形框架结构、合页正反拼接方式和电动升降方式，同时从保证变压器散热效果和提高防絮效果两个目标出发，建立了防絮罩网孔尺寸的优化模型，进而求解得到了最优网孔尺寸，具有结构简单、便于安装、对变压器散热效果影响较小且防絮效果好的优点。

技术领域

本发明涉及一种变压器防絮罩及其网孔尺寸设计方法，属于高压电力设备技术领域。

背景技术

变压器的安全运行直接影响着电能的输送，影响着电力系统的稳定。文献《变压器强油风冷问题与改进》对变压器强迫油循环风冷冷却器误跳闸情况进行了分析并提出了改进措施。文献《主变压器辅助位冷却器控制方式分析及改进》针对变压器冷却器的设计及控制异常情况，分析了异常原因并提出了改进方案。文献《一种油浸式电力变压器绕组温升工程计算方法》在建立变压器绕组模型以及分析绕组内油流特性的基础上，提出了一种变压器绕组温升计算方法，并通过现场试验验证了该方法的有效性。文献《变压器故障诊断用油中溶解气流新特征参量》提出了基于支持向量机和遗传算法优选的DGA新特征参量分析变压器油中溶解气流来诊断变压器故障的方法，实验结果验证了该方法的有效性。目前，研究变压器的文献较多，理论也相对成熟，主要集中在工作原理、结构优化、故障分析与诊断、散热效果与温升分析等方面，但是在变压器防絮除尘降温方面少有学者研究。

实际上，变压器运行时，由于铁心和绕组的铜损、铁损作用，会产生大量的热量，需要及时排出，否则会造成绝缘损坏，影响变压器的正常运行。常见的变压器散热方式主要包括：油浸自冷、油浸风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环风冷等。目前，大容量变压器，尤其在500KV变电站、1000kV变电站和±800kV换流站，都是采用强迫油循环风冷散热方式，但是冷却器中导油管长期暴露在空气中，由于静电作用和风扇抽风散热，容易把外部的灰尘、柳絮和昆虫等杂物吸入到散热器的后部，形成一道絮状物，影响变压器的散热效果，引起变压器温度上升，加速绝缘油劣化，严重时会降低变压器使用寿命，威胁电网的安全运行。

为了解决该问题，国家电网公司变电“五通”规定：变电站每年都要对变压器的冷却器进行一次带电水冲洗。采用带电水冲洗方式能够有效除去散热器后部的杂物，但是存在一定的安全隐患且工作量大、对作业环境要求高、易产生清扫死角，特别在每年的四、五月份，飞絮严重，往往需要多次清洗散热器，不利于变电站现场工作的开展，因此亟需研究一种安全、便捷的变压器防絮除尘方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种变压器防絮罩及其网孔尺寸设计方法，该防絮罩采用“目”字形框架结构、合页正反拼接方式和电动升降方式，同时基于变压器散热效果和防絮效果两个目标，设计了最优网孔尺寸，具有结构简单、便于安装、对变压器散热效果影响较小且防絮效果好的优点。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种变压器防絮罩，其特征在于：所述变压器防絮罩采用“目”字形框架结构、合页正反拼接方式和电动升降方式。

所述变压器防絮罩网孔尺寸设计方法如下：

步骤(1)：根据流体力学原理和能量守恒原则，建立变压器散热效果衰减率η(a)随防絮罩网孔尺寸a变化的数学模型；

步骤(2)：根据统计学原理和空中絮状物分布情况，建立防絮效果F(a)随防絮罩网孔尺寸a变化的数学模型；

步骤(3)：基于散热效果和防絮效果两个目标，建立防絮罩网孔尺寸a的优化模型，进而求解得到了最优网孔尺寸。

所述步骤(1)具体是指：

根据能量守恒定量，气流穿过防絮罩网孔之前的能量E₁应该等于气流穿过防絮罩网孔之后的动能E₂与气流克服网孔摩擦阻力所做功W_F的能量和，即为：