1.本发明属于高压电力设备性能评估领域，更具体地，涉及一种海上变压器环境适应性能评估方法。
背景技术：2.随着能源意识的增强，海洋资源的利用率也在快速提高，其中海上风力发电发展最为迅速，海上交流变电站作为海上风电场电能输出的枢纽，其安全稳定运行具有重大意义。海上变压器是海上交流变电站中的核心设备，主要作用是将风电场发出电能的电压升高至合适值后进行传输，以提高电力输送过程的可靠性并减小产生的损耗。相较于陆地，海上作业难度更大、风险更高且所需人力物力大大增加，因此维修更换变压器是一项复杂、费时且昂贵的工作。
3.由于国内海上升压站技术目前还在起步阶段，海上变压器的设计、选型和制造主要还是参考陆地变压器的经验和标准。但湿度高、盐雾大并伴随频繁振动的恶劣服役环境对海上变压器的正常运行带来了巨大挑战，因此急需一种海上变压器环境适应性能评估方法，避免海上变压器因环境适应性能较差无法与服役场所匹配，运行后频繁发生故障甚至无法达到预期寿命所带来的安全事故和经济损失。
技术实现要素：4.本发明提供了一种海上变压器环境适应性能评估方法，可以判断所测海上变压器能否正常服役至预期寿命，根据海上变压器对海上恶劣环境的适应性合理规划服役寿命，避免因海上变压器无法与服役场所匹配，频繁发生故障甚至无法达到预期寿命带来的安全事故和经济损失。
5.一种海上变压器环境适应性能评估方法，包括以下步骤：
6.第一步，搭建海上变压器环境适应性能测试平台
7.所述海上变压器环境适应性测试平台由试验箱(1)、海上变压器(2)、模拟负载电源(3)、海水雾化器(4)、雾化器电源(5)、湿度传感器(6)、湿度控制系统(7)、振动发生器(8)、振动发生器电源(9)、振动传感器(10)、振动控制系统(11)、空调(12)、空调电源(13)、温度传感器(14)、温度控制系统(15)、终端主机(16)构成，其中：
8.测试对象模块包括模拟负载电源(3)与海上变压器(2)，两者连接后放置于试验箱(1)内部；湿度控制模块包括海水雾化器(4)、雾化器电源(5)、湿度传感器(6)和湿度控制系统(7)，湿度控制系统(7)分别与海水雾化器(4)、湿度传感器(6)连接，其中海水雾化器(4)连接雾化器电源(5)后放置于试验箱(1)内部，湿度传感器(6)放置于试验箱(1)内壁；温度控制模块包括空调(12)、空调电源(13)、温度传感器(14)和温度控制系统(15)，温度控制系统(15)连接空调(12)与温度传感器(14)，空调(12)连接空调电源(13)后放置于试验箱(1)内部，温度传感器(14)放置于试验箱(1)内壁；振动控制模块包括振动发生器(8)、振动发生器电源(9)、振动传感器(10)和振动控制系统(11)，振动控制系统(11)与振动发生器(8)、振
动传感器(10)连接，其中振动发生器(8)连接振动发生器电源(9)后放置于试验箱(1)内部，振动传感器(10)放置于试验箱(1)内壁；终端主机(16)连接湿度控制系统(7)、振动控制系统(11)和温度控制系统(15)，对试验箱(1)内部湿度、振动和温度进行控制；
9.第二步，海上变压器春秋季环境适应性测试
10.1)设置试验箱(1)内部温度为海上变压器(2)服役场所春秋季平均温度t
s&a
，单位为℃，湿度为服役场所春秋季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a，单位为mm，振动频率为服役场所平均振动频率f，单位为hz，并开启模拟负载电源(3)，让海上变压器(2)进入额定运行状态，24小时后停止运行；
11.2)利用温度计测量海上变压器(2)的顶层油温t1，单位为℃；利用绝缘电阻表测量海上变压器(2)箱体的绝缘电阻r1，单位为mω；利用微波检测装置测量海上变压器(2)外壳金属腐蚀区域占比d1；
12.3)计算海上变压器(2)的春秋季适应指数λ
s&a
；
[0013][0014]
其中，l为海上变压器(2)预期服役寿命，单位为天，t0为海上变压器(2)允许最大顶层油温，单位为℃，r0为海上变压器(2)出厂所测箱体绝缘电阻值，单位为mω；
[0015]
第三步，海上变压器冬季环境适应性测试
[0016]
1)设置试验箱(1)内部温度为海上变压器(2)服役场所冬季平均温度tw，单位为℃，湿度为服役场所冬季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a，单位为mm，振动频率为服役场所平均振动频率f，单位为hz，并开启模拟负载电源(3)，让海上变压器(2)进入额定运行状态，24小时后停止运行；
[0017]
2)利用温度计测量海上变压器(2)的顶层油温t2，单位为℃；利用绝缘电阻表测量海上变压器(2)箱体的绝缘电阻r2，单位为mω；利用微波检测装置测量海上变压器(2)外壳金属腐蚀区域占比d2；
[0018]
3)计算海上变压器(2)的冬季适应指数λw；
[0019][0020]
第四步，海上变压器夏季环境适应性测试
[0021]
1)设置试验箱(1)内部温度为海上变压器(2)服役场所夏季平均温度ts，单位为℃，湿度为服役场所夏季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a，单位为mm，振动频率为服役场所平均振动频率f，单位为hz，并开启模拟负载电源(3)，让海上变压器(2)进入额定运行状态，24小时后停止运行；
[0022]
2)利用温度计测量海上变压器(2)的顶层油温t3，单位为℃；利用绝缘电阻表测量海上变压器(2)箱体的绝缘电阻r3，单位为mω；利用微波检测装置测量海上变压器(2)外壳金属腐蚀区域占比d3；
[0023]
3)计算海上变压器(2)的夏季适应指数λs；
[0024]
[0025]
第五步，计算海上变压器(2)环境适应系数h：
[0026][0027]
第六步，评估海上变压器(2)的环境适应性能，如h≥0.9表示所测海上变压器(2)能够适应海上恶劣的运行环境，正常完成服役任务，反之则表明所测海上变压器(2)环境适应性较差，在预期服役寿命期间会发生故障，无法与海上服役场所匹配。
[0028]
本发明技术方案的优点在于考虑了海上服役环境湿度高、盐雾大、振动频繁的特点，对海上变压器环境适应性能进行评估，避免海上变压器因无法适应海上服役环境，频繁发生故障甚至无法达到预期寿命带来的安全问题和经济损失。
附图说明
[0029]
图1为本发明方法使用的测试平台结构示意图；
[0030]
图2为本发明方法的流程图。
具体实施方式
[0031]
附图中描述的位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为方便说明，附图某些部件会有省略、尺寸大小变化，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，可以理解附图中某些公知结构及其说明的省略。
[0032]
下面以一海上变压器为例对本发明做进一步的说明。该海上变压器预期服役寿命l＝7300天，允许最大顶层油温升t0＝80k，出厂所测箱体绝缘电阻值r0＝800mω，对其环境适应性能的评估过程如附图2所示，包含以下步骤：
[0033]
第一步，搭建海上变压器环境适应性能测试平台
[0034]
所述海上变压器环境适应性测试平台如图1所示，由试验箱1、海上变压器2、模拟负载电源3、海水雾化器4、雾化器电源5、湿度传感器6、湿度控制系统7、振动发生器8、振动发生器电源9、振动传感器10、振动控制系统11、空调12、空调电源13、温度传感器14、温度控制系统15、终端主机16构成，其中：
[0035]
测试对象模块包括模拟负载电源3与海上变压器2，两者连接后放置于试验箱1内部；湿度控制模块包括海水雾化器4、雾化器电源5、湿度传感器6和湿度控制系统7，湿度控制系统7分别与海水雾化器4、湿度传感器6连接，其中海水雾化器4连接雾化器电源5后放置于试验箱1内部，湿度传感器6放置于试验箱1内壁；温度控制模块包括空调12、空调电源13、温度传感器14和温度控制系统15，温度控制系统15连接空调12与温度传感器14，空调12连接空调电源13后放置于试验箱1内部，温度传感器14放置于试验箱1内壁；振动控制模块包括振动发生器8、振动发生器电源9、振动传感器10和振动控制系统11，振动控制系统11与振动发生器8、振动传感器10连接，其中振动发生器8连接振动发生器电源9后放置于试验箱1内部，振动传感器10放置于试验箱1内壁；终端主机16连接湿度控制系统7、振动控制系统11和温度控制系统15，对试验箱1内部湿度、振动和温度进行控制；
[0036]
第二步，海上变压器春秋季环境适应性测试
[0037]
1)设置试验箱1内部温度为海上变压器2服役场所春秋季平均温度t
s&a
＝15℃，湿度为服役场所春秋季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a＝0.04mm，振
动频率为服役场所平均振动频率f＝0.55hz，并开启模拟负载电源3，让海上变压器2进入额定运行状态，24小时后停止运行；
[0038]
2)利用温度计测得海上变压器2的顶层油温t1＝63℃；利用绝缘电阻表测得海上变压器2的箱体绝缘电阻r1＝781mω；利用微波检测装置测得海上变压器2外壳金属腐蚀区域占比d1＝0.008
‰
；
[0039]
3)计算海上变压器2的春秋季适应指数λ
s&a
；
[0040][0041]
将所测数据代入公式(1)后可计算出λ
s&a
＝1.042；
[0042]
第三步，海上变压器冬季环境适应性测试
[0043]
1)设置试验箱1内部温度为海上变压器2服役场所冬季平均温度tw＝7℃，湿度为服役场所冬季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a＝0.04mm，振动频率为服役场所平均振动频率f＝0.55hz，并开启模拟负载电源3，让海上变压器2进入额定运行状态，24小时后停止运行；
[0044]
2)利用温度计测量海上变压器2的顶层油温t2＝56℃；利用绝缘电阻表测量海上变压器2箱体的绝缘电阻r2＝774mω；利用微波检测装置测量海上变压器2外壳金属腐蚀区域占比d2＝0.019
‰
；
[0045]
3)计算海上变压器2的冬季适应指数λw；
[0046][0047]
将所测数据代入公式(2)后可计算出λw＝0.991；
[0048]
第四步，海上变压器夏季环境适应性测试
[0049]
1)设置试验箱1内部温度为海上变压器2服役场所夏季平均温度ts＝27℃，湿度为服役场所夏季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a＝0.04mm，振动频率为服役场所平均振动频率f＝0.55hz，并开启模拟负载电源3，让海上变压器2进入额定运行状态，24小时后停止运行；
[0050]
2)利用温度计测量海上变压器2的顶层油温t3＝88℃；利用绝缘电阻表测量海上变压器2箱体的绝缘电阻r3＝760mω；利用微波检测装置测量海上变压器2外壳金属腐蚀区域占比d3＝0.026
‰
；
[0051]
3)计算海上变压器2的夏季适应指数λs；
[0052][0053]
将所测数据代入公式(3)后可计算出λs＝0.961；
[0054]
第五步，计算海上变压器2环境适应系数h：
[0055][0056]
将数据代入公式(4)后可计算出h＝1.007；
[0057]
第六步，评估所测海上变压器的环境适应性能，该海上变压器环境适应系数h》
0.9，表示其环境适应性能与待服役海上环境匹配，能够正常完成服役任务。
[0058]
上述实例仅服务于本发明的介绍说明，并非其所有保护范围，任何基于本发明的非创造性修改、改进等，均应属于其权利要求的保护范围之内。
技术特征：1.一种海上变压器环境适应性能评估方法，其特征在于，包括：第一步，搭建海上变压器环境适应性能测试平台所述海上变压器环境适应性测试平台由试验箱(1)、海上变压器(2)、模拟负载电源(3)、海水雾化器(4)、雾化器电源(5)、湿度传感器(6)、湿度控制系统(7)、振动发生器(8)、振动发生器电源(9)、振动传感器(10)、振动控制系统(11)、空调(12)、空调电源(13)、温度传感器(14)、温度控制系统(15)、终端主机(16)构成，其中：测试对象模块包括模拟负载电源(3)与海上变压器(2)，两者连接后放置于试验箱(1)内部；湿度控制模块包括海水雾化器(4)、雾化器电源(5)、湿度传感器(6)和湿度控制系统(7)，湿度控制系统(7)分别与海水雾化器(4)、湿度传感器(6)连接，其中海水雾化器(4)连接雾化器电源(5)后放置于试验箱(1)内部，湿度传感器(6)放置于试验箱(1)内壁；温度控制模块包括空调(12)、空调电源(13)、温度传感器(14)和温度控制系统(15)，温度控制系统(15)连接空调(12)与温度传感器(14)，空调(12)连接空调电源(13)后放置于试验箱(1)内部，温度传感器(14)放置于试验箱(1)内壁；振动控制模块包括振动发生器(8)、振动发生器电源(9)、振动传感器(10)和振动控制系统(11)，振动控制系统(11)与振动发生器(8)、振动传感器(10)连接，其中振动发生器(8)连接振动发生器电源(9)后放置于试验箱(1)内部，振动传感器(10)放置于试验箱(1)内壁；终端主机(16)连接湿度控制系统(7)、振动控制系统(11)和温度控制系统(15)，对试验箱(1)内部湿度、振动和温度进行控制；第二步，海上变压器春秋季环境适应性测试1)设置试验箱(1)内部温度为海上变压器(2)服役场所春秋季平均温度t
s&a
，单位为℃，湿度为服役场所春秋季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a，单位为mm，振动频率为服役场所平均振动频率f，单位为hz，并开启模拟负载电源(3)，让海上变压器(2)进入额定运行状态，24小时后停止运行；2)利用温度计测量海上变压器(2)的顶层油温t1，单位为℃；利用绝缘电阻表测量海上变压器(2)箱体的绝缘电阻r1，单位为mω；利用微波检测装置测量海上变压器(2)外壳金属腐蚀区域占比d1；3)计算海上变压器(2)的春秋季适应指数λ
s&a
；其中，l为海上变压器(2)预期服役寿命，单位为天，t0为海上变压器(2)允许最大顶层油温，单位为℃，r0为海上变压器(2)出厂所测箱体绝缘电阻值，单位为mω；第三步，海上变压器冬季环境适应性测试1)设置试验箱(1)内部温度为海上变压器(2)服役场所冬季平均温度t
w
，单位为℃，湿度为服役场所冬季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a，单位为mm，振动频率为服役场所平均振动频率f，单位为hz，并开启模拟负载电源(3)，让海上变压器(2)进入额定运行状态，24小时后停止运行；2)利用温度计测量海上变压器(2)的顶层油温t2，单位为℃；利用绝缘电阻表测量海上变压器(2)箱体的绝缘电阻r2，单位为mω；利用微波检测装置测量海上变压器(2)外壳金属腐蚀区域占比d2；3)计算海上变压器(2)的冬季适应指数λ
w
；
第四步，海上变压器夏季环境适应性测试1)设置试验箱(1)内部温度为海上变压器(2)服役场所夏季平均温度t
s
，单位为℃，湿度为服役场所夏季平均相对湿度振动幅度为服役场所平均振幅a，单位为mm，振动频率为服役场所平均振动频率f，单位为hz，并开启模拟负载电源(3)，让海上变压器(2)进入额定运行状态，24小时后停止运行；2)利用温度计测量海上变压器(2)的顶层油温t3，单位为℃；利用绝缘电阻表测量海上变压器(2)箱体的绝缘电阻r3，单位为mω；利用微波检测装置测量海上变压器(2)外壳金属腐蚀区域占比d3；3)计算海上变压器(2)的夏季适应指数λ
s
；第五步，计算海上变压器(2)环境适应系数h：第六步，评估海上变压器(2)的环境适应性能，如h≥0.9表示所测海上变压器(2)能够适应海上恶劣的运行环境，正常完成服役任务，反之则表明所测海上变压器(2)环境适应性较差，在预期服役寿命期间会发生故障，无法与海上服役场所匹配。
技术总结本发明给出一种海上变压器环境适应性能评估方法，属于高压电力设备性能评估领域。该方法基于所建平台对待服役海上变压器进行不同季节的环境适应性能测试，利用温度计、绝缘电阻表和微波检测装置获得不同季节下海上变压器的顶层油温、绝缘电阻和外壳金属腐蚀程度，处理后得到对应季节的适应指数和环境适应系数，最后进行海上变压器对待服役场所的环境适应性能评估。凭借本发明可以判断所测海上变压器能否正常服役至预期寿命，根据海上变压器对海上恶劣环境的适应性合理规划服役寿命，避免因海上变压器无法与服役场所匹配，运行期间发生故障带来的安全事故和经济损失。发生故障带来的安全事故和经济损失。发生故障带来的安全事故和经济损失。
技术研发人员：王淑良 盛进路
受保护的技术使用者：亮玖船舶科技江苏有限公司
技术研发日：2022.06.22
技术公布日：2022/11/1
