本发明涉及一种变压器线圈散热仿真实验方法及实验模型，属于变压器的热测量技术应用领域。技术方案是：多个迂回对折线饼（1）层叠布置，并通过接线端子（3）首尾串联，相邻两个迂回对折线饼之间设置垫块，通过调节垫块厚度，来模拟变压器线圈线饼间不同的油道尺寸；在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶(4)；在迂回对折线饼叠层两侧设置绝缘垂直纸档板（6）。本发明的积极效果：能够模拟变压器线圈的各种线饼间的油道的尺寸、是否有油流导向、不同线圈匝绝缘厚、不同的导线损耗密度等众多运行工况，还可以任意测量线饼内外侧导线和每个油道内油流的温度。操作简单、组合方便、测量损耗密度和温度的数值准确。
1.一种变压器线圈散热仿真实验模型，其特征在于包含迂回对折线饼（1）、上部可拆卸挡板（2）、接线端子（3）、热电偶（4）、模型电流接线端（5）、绝缘垂直挡板（6） 、下部可拆卸挡板（7）、绝缘纸（8）、电磁线匝绝缘（9）、电磁线导体（10）、进油口（b）和出油口（a）；所述迂回对折线饼（1），采用纸包电磁线迂回对折绕制而成的长方形线饼，多个迂回对折线饼层叠布置，并通过接线端子（3）首尾串联，相邻两个迂回对折线饼之间设置垫块，通过调节垫块厚度，来模拟变压器线圈线饼间不同的油道尺寸；在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶（4）；在迂回对折线饼叠层两侧设置绝缘垂直纸档板（6），一侧的绝缘垂直纸档板（6）的上部设有上部可拆卸挡板（2），下部为出油口（a）；另一侧的绝缘垂直纸档板（6）的下部设有下部可拆卸挡板（7），上部为进油口（b）；通过安装和拆卸上部可拆卸挡板（2）和下部可拆卸挡板（7），来模拟变压器线圈有油流导向和无油流导向的工况；在进油口设置油泵，模拟强油循环工况，通过调节油泵调节进油口的流量。
2.根据权利要求1所述的一种变压器线圈散热仿真实验模型，其特征在于：所述迂回对折线饼，采用纸包电磁线迂回对折工艺绕制，对折匝数可根据实验目标变压器线圈的匝数确定，宽度由实验目标线圈所用电磁线的厚度、匝数决定，厚度为电磁线的宽度。
3.一种变压器线圈散热仿真实验方法，其特征在于包含如下工艺步骤：
采用一种变压器线圈散热仿真实验模型进行实验，该仿真实验模型包含：迂回对折线饼（1）、上部可拆卸挡板（2）、接线端子（3）、热电偶（4）、模型电流接线端（5）、绝缘垂直挡板（6） 、下部可拆卸挡板（7）、绝缘纸（8）、电磁线匝绝缘（9）、电磁线导体（10）、进油口（b）和出油口（a）；
所述迂回对折线饼（1），采用纸包电磁线迂回对折绕制而成的长方形线饼，多个迂回对折线饼层叠布置，并通过接线端子（3）首尾串联，相邻两个迂回对折线饼之间设置垫块；
通过调节垫块厚度，来模拟变压器线圈线饼间不同的油道尺寸；
在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶（4）；在迂回对折线饼叠层两侧设置绝缘垂直纸档板（6），一侧的绝缘垂直纸档板（6）的上部设有上部可拆卸挡板（2），下部为出油口（a）；另一侧的绝缘垂直纸档板（6）的下部设有下部可拆卸挡板（7），上部为进油口（b）；通过安装和拆卸上部可拆卸挡板（2）和下部可拆卸挡板（7），来模拟变压器线圈有油流导向和无油流导向的工况；在进油口设置油泵，模拟强油循环工况，通过调节油泵调节进油口的流量；
所述在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶（4），热电偶（4）埋设在迂回对折线饼的中间位置， 具体步骤：迂回对折线饼做好后，在电磁线匝绝缘（9）上，沿迂回对折线饼长度方向上割开一厘米长的缝隙，割透电磁线匝绝缘（9），露出电磁线导体（10）；将热电偶测温端部用0.05mm厚的绝缘纸（8）包好；将包好后的热电偶插入电磁线匝绝缘（9）上割开的缝隙中，位置正好紧贴电磁线导体（10）侧面与相邻电磁线的夹缝位置，埋设深度为迂回对折线饼厚度的0.5倍；将缝隙封闭，并将迂回对折线饼用绑扎带捆紧，将热电偶牢靠的夹在电磁线导体（10）绝缘缝隙中。
一种变压器线圈散热仿真实验方法及实验模型
技术领域
[0001] 本发明涉及一种变压器线圈散热仿真实验方法及实验模型，用于验证和确定变压器线圈在不同工况下的温度分布和热点温升与软件仿真参数的关系，属于变压器的热测量技术应用领域。
背景技术
[0002] 变压器运行时线圈因产生损耗而发热，线圈绝缘的老化与线圈温度有着密切的联系，因此研究线圈的温升和热点的分布有利于改善变压器线圈散热、降低热点温升，对提高变压器的可靠性、延长变压器寿命具有重要意义。但是由于线圈结构复杂、体积庞大而且实际线圈内部温度传感器很不容易埋设、线圈内部的损耗分布不均，直接测量线圈内部的温度分布和热点温升是很困难的。目前可行的方法是在变压器设计阶段用计算机软件进行线圈的热场仿真。软件仿真时需要准确输入匝绝缘、油道尺寸、油流导向、线饼表面散热系数等众多参数，来保证变压器线圈的温度分布和热点温升的仿真结果和实际吻合。目前背景技术还没有相关试验装置来方便而准确的验证利用这些参数的仿真结果是否能够准确的反映实际变压器线圈的温度分布。
发明内容
[0003] 本发明目的是提供一种变压器线圈散热仿真实验方法及实验模型，能够利用此模型进行软件仿真和试验测量，以此来验证变压器线圈温度分布和仿真结果的关系，为变压器线圈进行热场仿真确定出准确的仿真参数，使变压器热场仿真结果和实际温度分布一致，解决背景技术存在的上述问题。
[0004] 本发明的技术方案是：
[0005] 一种变压器线圈散热仿真实验模型，包含迂回对折线饼、上部可拆卸挡板、接线端子、热电偶、模型电流接线端、绝缘垂直挡板 、下部可拆卸挡板、绝缘纸、电磁线匝绝缘、电磁线导体、进油口和出油口；所述迂回对折线饼，采用纸包电磁线迂回对折绕制而成的长方形线饼，多个迂回对折线饼层叠布置，并通过接线端子首尾串联，相邻两个迂回对折线饼之间设置垫块，通过调节垫块厚度，来模拟变压器线圈线饼间不同的油道尺寸；在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶；在迂回对折线饼叠层两侧设置绝缘垂直纸档板，一侧的绝缘垂直纸档板的上部设有上部可拆卸挡板，下部为出油口；另一侧的绝缘垂直纸档板的下部设有下部可拆卸挡板，上部为进油口；通过安装和拆卸上部可拆卸挡板和下部可拆卸挡板，来模拟变压器线圈有油流导向和无油流导向的工况；在进油口设置油泵，模拟强油循环工况，通过调节油泵调节进油口的流量。
[0006] 所述迂回对折线饼，采用纸包电磁线迂回对折工艺绕制，对折匝数可根据实验目标变压器线圈的匝数确定，例如：20匝，对折后迂回对折线饼的长度为80厘米，宽度由实验目标线圈所用电磁线的厚度、匝数决定，厚度为电磁线的宽度。迂回对折能够让每个相邻的导线电流方向相反，以此抵消导线周围的磁场，基本消除导线涡流损耗，线饼通电后的损耗主要是电阻损耗，这样能够很准确的得出不同电流下的损耗密度值。纸包电磁线，可以通过剥离和缠绕绝缘纸来调节电磁线匝绝缘的厚度。
[0007] 一种变压器线圈散热仿真实验方法，包含如下工艺步骤：
[0008] 采用一种变压器线圈散热仿真实验模型进行实验，该仿真实验模型包含：迂回对折线饼、上部可拆卸挡板、接线端子、热电偶、模型电流接线端、绝缘垂直挡板 、下部可拆卸挡板、绝缘纸、电磁线匝绝缘、电磁线导体、进油口和出油口；
[0009] 所述迂回对折线饼，采用纸包电磁线迂回对折绕制而成的长方形线饼，多个迂回对折线饼层叠布置，并通过接线端子首尾串联，相邻两个迂回对折线饼之间设置垫块；通过调节垫块厚度，来模拟变压器线圈线饼间不同的油道尺寸；
[0010] 在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶；在迂回对折线饼叠层两侧设置绝缘垂直纸档板，一侧的绝缘垂直纸档板的上部设有上部可拆卸挡板，下部为出油口；另一侧的绝缘垂直纸档板的下部设有下部可拆卸挡板，上部为进油口；通过安装和拆卸上部可拆卸挡板和下部可拆卸挡板，来模拟变压器线圈有油流导向和无油流导向的工况；在进油口设置油泵，模拟强油循环工况，通过调节油泵调节进油口的流量；
[0011] 所述在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶，热电偶埋设在迂回对折线饼的中间位置， 具体步骤：迂回对折线饼做好后，在电磁线匝绝缘上，沿迂回对折线饼长度方向上割开一厘米长的缝隙，割透电磁线匝绝缘，露出电磁线导体；将热电偶测温端部用0.05mm厚的绝缘纸包好；将包好后的热电偶插入电磁线匝绝缘上割开的缝隙中，位置正好紧贴电磁线导体侧面与相邻电磁线的夹缝位置，埋设深度为迂回对折线饼厚度的0.5倍；将缝隙封闭，并将迂回对折线饼用绑扎带捆紧，这样就可以将热电偶牢靠而稳定的夹在电磁线导体绝缘缝隙中，测温稳定、准确。
[0012] 本发明的积极效果：能够模拟变压器线圈的各种线饼间的油道的尺寸、是否有油流导向、不同线圈匝绝缘厚、不同的导线损耗密度等众多运行工况，还可以任意测量线饼内外侧导线和每个油道内油流的温度。操作简单、组合方便、测量损耗密度和温度的数值准确。
附图说明
[0013] 图1是本发明模型三维结构图；
[0014] 图2是本发明模型三维结构剖面图；
[0015] 图3是本发明模型单饼（加装热电偶）结构图；
[0016] 图4是本发明模型单饼（加装热电偶）中部剖视图；
[0017] 图5是本发明线饼电磁线和热电偶关系图为图4的局部放大图；
[0018] 图中：迂回对折线饼1、上部可拆卸挡板2、接线端子3、热电偶4、模型电流接线端5、绝缘垂直挡板6 、下部可拆卸挡板7、绝缘纸8、电磁线匝绝缘9、电磁线导体10、进油口b、出油口a。
具体实施方式
[0019] 以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
[0020] 一种变压器线圈散热仿真实验模型，包含迂回对折线饼1、上部可拆卸挡板2、接线端子3、热电偶4、模型电流接线端5、绝缘垂直挡板6 、下部可拆卸挡板7、绝缘纸8、电磁线匝绝缘9、电磁线导体10、进油口b和出油口a；所述迂回对折线饼1，采用纸包电磁线迂回对折绕制而成的长方形线饼，多个迂回对折线饼层叠布置，并通过接线端子3首尾串联，相邻两个迂回对折线饼之间设置垫块，通过调节垫块厚度，来模拟变压器线圈线饼间不同的油道尺寸；在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶4；在迂回对折线饼叠层两侧设置绝缘垂直纸档板6，一侧的绝缘垂直纸档板6的上部设有上部可拆卸挡板2，下部为出油口a；另一侧的绝缘垂直纸档板6的下部设有下部可拆卸挡板7，上部为进油口b；通过安装和拆卸上部可拆卸挡板2和下部可拆卸挡板7，来模拟变压器线圈有油流导向和无油流导向的工况；在进油口设置油泵，模拟强油循环工况，通过调节油泵调节进油口的流量。
[0021] 所述迂回对折线饼，采用纸包电磁线迂回对折工艺绕制，对折匝数可根据实验目标变压器线圈的匝数确定，例如：20匝，对折后迂回对折线饼的长度为80厘米，宽度由实验目标线圈所用电磁线的厚度、匝数决定，厚度为电磁线的宽度。迂回对折能够让每个相邻的导线电流方向相反，以此抵消导线周围的磁场，基本消除导线涡流损耗，线饼通电后的损耗主要是电阻损耗，这样能够很准确的得出不同电流下的损耗密度值。纸包电磁线，可以通过剥离和缠绕绝缘纸8来调节电磁线匝绝缘9的厚度。
[0022] 在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶4；在迂回对折线饼叠层两侧设置绝缘垂直纸档板6，一侧的绝缘垂直纸档板6的上部设有上部可拆卸挡板2，下部为出油口a；另一侧的绝缘垂直纸档板6的下部设有下部可拆卸挡板7，上部为进油口b；通过安装和拆卸上部可拆卸挡板2和下部可拆卸挡板7，来模拟变压器线圈有油流导向和无油流导向的工况；在进油口设置油泵，模拟强油循环工况，通过调节油泵调节进油口的流量；
[0023] 所述在需要测量导线温度的迂回对折线饼中轴部位加装热电偶4，热电偶4埋设在迂回对折线饼的中间位置， 具体步骤：迂回对折线饼做好后，在电磁线匝绝缘9上，沿迂回对折线饼长度方向上割开一厘米长的缝隙，割透电磁线匝绝缘9，露出电磁线导体10；将热电偶测温端部用0.05mm厚的绝缘纸8包好；将包好后的热电偶插入电磁线匝绝缘9上割开的缝隙中，位置正好紧贴电磁线导体10侧面与相邻电磁线的夹缝位置，埋设深度为迂回对折线饼厚度的0.5倍；将缝隙封闭，并将迂回对折线饼用绑扎带捆紧，这样就可以将热电偶牢靠而稳定的夹在电磁线导体10绝缘缝隙中，测温稳定、准确。
[0024] 本实用新型组装步骤：第一步：将需要测量的迂回对折线饼加装热电偶，第二步：将多层（层数可根据具实际实验调整）迂回对折线饼层叠整齐，层间垫好与需要试验油道相同厚度的垫块，第三步：将多层（层数可根据具实际实验调整）迂回对折线饼串联，第四步：
需要测量温度的油道插入油道热电偶，第五步：迂回对折线饼叠层周围加装绝缘垂直纸板和可拆卸挡板。
[0025] 根据仿真实验模型建模仿真，并根据目标变压器线圈的工况设置好模型参数，完成仿真后，记录下测温点温度数据的仿真值和其他相关参数；仿真实验模型组装后，并根据仿真工况调节好模型后即可加电实验并记录电流、温度等数据，最后根据实验数据和仿真数据对比、计算出仿真参数是否精确、合理。
