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配电变压器绕组材质检测技术及装置

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成果主要完成人

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项目概况

由于铜铝之间的巨大价差,一些不良厂商为节约成本,使用铝绕组代替铜绕组制作配电变压器提供给用户。国家电网有限公司在2012年电子商务平台公告中曾对476台配变进行了解体检查,发现铝质线圈产品53台,铝代铜变压器问题率高达11.13%。 2017年,由于发现变压器绕组以铝代铜问题,尼泊尔特殊法庭发布命令终止高达百万卢比的采购项目,并对不良变压器供应商罚款710万美元,20余名官员及供应商被起诉。此类变压器的出现不仅给用户带来了经济上的巨大损失,而且由于其存在过热、易老化、抗短路能力较差、抗氧化性和抗腐蚀性差等问题,给配电网的安全运行带来了极大隐患。 对于密封于变压器箱体内部的变压器绕组,通过变压器常规试验项目,很难鉴别出其内部绕组材质。常用的做法只能通过吊芯或破坏绕组绝缘才能检测出绕组导体材质。但是,这样的做法需要较多的人力及较长的时间,又有破坏性,在日常检测中较难进行。此外,国网公司也曾在报告中指出:“对于配变铝代铜问题的检测,开展配变铝代铜的无损检测,降低抽检成本,减少不必要的解体检查。” 2015年,项目组提出了利用热电效应进行绕组材质检测的创意思路,获得2015年在国网青创赛获得创意金奖。随后,项目组基于该思路进一步解决了该项技术的实用化若干关键问题:(1) 首创检测回路中测试线与导电杆间热电势误差实时补偿方法,可有效消除实际检测中的由于导电杆与测量引线材质不一致而导致的附加误差,显著提升检测准确度;(2) 研制了商用配电变压器绕组材质检测仪,装置具备100纳伏级别微小直流电流信号测量能力,并自动实时补偿附加误差,具备在15分钟内自动鉴别绕组材质的能力。(3) 建立了基于热电效应的铝、铜绕组变压器判别标准,有效地规范和指导了该技术的实际应用。 本项目授权专利2项,受理专利10项,发表论文2篇,形成的商用装置已通过工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室检测,并进入国网商城,形成的成果编制国网企业标准1项(形成报批稿)。 本技术及装置的研发受到了国网设备部、物资部、安质部、国际铜业协会、国家变压器质量监督检验中心、国家智能电网输配电设备质量监督检验中心等单位或部门的广泛认可,可广泛应用于配电变压器物资抽检、现场交接试验、专项检测试验时的绕组材质鉴别工作中,将原来耗时、耗力、破坏性的变压器拆解工作简化为一键无损检测。 2017年底,由国网设备部组织,在国网北京、江苏、山东、山西、宁夏、重庆6个公司试点推广应用,并成为2018年国网电气性能专项监督可选项目,在国家电网公司进行全面应用。浙江、新疆、福建、重庆等多家电力公司已采购该装置。已在重庆、宁夏、江苏、北京等地发现铝代铜配电变压器138台,挽回直接经济损失上千万元。 本技术成果有力地保障了配电变压器的质量,也为电力行业中长期以来以铝代铜、以次充好变压器的治理提供了重要技术手段,具有显著的经济和社会效益。