技术摘要：
本发明公开了基于宽范围渐变温度场的变压器电热联合模拟实验装置，属于变压器模拟实验技术领域，包括绕组、硅钢片、壳体、温度控制器、高压发生器和显示装置；硅钢片设置于壳体内侧的底部中心位置，硅钢片与壳体之间形成腔体；壳体外侧设置有与腔体连通的油流设备；绕  全部
背景技术：
油浸式变压器是电力系统中核心的部件，其安全可靠的运行对于电力系统来说尤 为重要。在进行油浸式变压器油纸绝缘、油中溶解物以及杂质研究时，往往将其放置在均匀 一致热环境中进行，这就导致研究结果与实际误差较大难以得到真实数据。 对高寒地区冬季油浸式变压器进行分析，变压器绕组温度较高甚至达到热点温 度，但外界环境严寒，这就导致变压器绕组位置处于较高温度场，变压器外壳位置处于极低 温度场，因此在变压器壳体内部温度往往不是均匀一致的，温度由内到外由高温向低温渐 变的。现有技术中是在一定温度梯度的热环境下进行，然而在进行油纸绝缘、油中溶解物及 杂质微观分析时发现，在温度梯度(温度跃迁)的地方与实际差别较大；并且此温度梯度的 方法中温度下限难以达到高寒地区冬季温度要求，试用场合有限。 因此，急需一种能够模拟变压器在高寒地区低温环境实际工作情况的实验装置。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够模拟变压器在高寒地区低温环境实际工作情况 的实验装置。本发明采取了如下技术方案： 基于宽范围渐变温度场的变压器电热联合模拟实验装置，包括绕组、硅钢片、壳 体、温度控制器、高压发生器和显示装置； 所述硅钢片设置于所述壳体内部的中心位置，所述硅钢片与所述壳体之间形成腔 体，用于放置绝缘油；所述壳体外侧设置有与所述腔体连通的油流设备，用于所述腔体内所 述绝缘油的循环流动； 所述绕组绕设于所述硅钢片外侧；所述硅钢片与所述绕组之间设置有主绝缘隔 板，用于所述绕组与所述硅钢片之间的绝缘；所述硅钢片中心设置有加热装置；所述壳体外 侧由内向外依次包覆有低温制冷装置和低温隔热层； 所述高压发生器与所述绕组电连接，设置于所述壳体外部，用于所述绕组升压到 所需电压等级； 所述温度控制器设置于所述壳体外侧；所述温度控制器包括低温控制器和高温控 制器，分别与所述低温制冷装置、所述加热装置信号连接，用于根据设定温度控制所述低温 制冷装置、所述加热装置的启停； 所述腔体内设置有与所述显示装置信号连接的温度传感器模块和流速传感器模 块，用于监测不同位置处油温以及油流变化； 所述显示装置设置于所述壳体外部，用于显示根据所述温度传感器和所述流速传 感器模块采集的数据绘制出模拟温度场的图像。 3 CN 111580017 A 说　明　书 2/5 页 进一步地，所述油流设备包括油压控制器、储油箱、油流管道、流速控制器，所述储 油箱内部储存多余的绝缘油；所述腔体内的油位通过所述壳体内部油温热胀冷缩和所述油 压控制器进行调节；所述壳体上端和下端中心位置分别设置有进油口和出油口，所述进油 口和所述出油口通过所述油流管道与所述储油箱连通；所述流速控制器设置于油流管道 上，用于控制所述绝缘油的流动速度；所述油流管道上设置有阀门开关，用于控制所述油流 管道中绝缘油的流通。 进一步地，所述加热装置为发热片；所述发热片镶嵌于所述硅钢片内部；所述发热 片由电热丝压制而成。 进一步地，所述发热片镶嵌于所述硅钢片中心，所述发热片的各边与所述硅钢片 上与其对应边之间距离相等。 进一步地，所述温度传感器模块与流速传感器模块分别由所述硅钢片向所述壳体 内表面等间距布置10-15处传感器。 进一步地，所述低温制冷装置包括压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器、附件和管路， 采用氨类制冷剂。 进一步地，所述绕组包括绝缘纸和铜导体，所述绝缘纸包覆于所述铜导体外侧。 本发明有益效果： 1、本发明通过热场与冷场的扩散相互作用实现了温度场由内到外、由高温到低温 平滑过度，实现了温度渐变，能够变压器在高寒低温环境的实际工作情况。 2、本发明通过壳体外低温制冷装置产生冷温度场参与中和作用，可以得到较宽温 度范围的油温。 3、本发明通过热场、电场包括油流装置产生的流体力场相互作用可以更加真实模 拟变压器内部运行环境，在油纸绝缘特性及油中溶解物、杂质动力学方面的研究更加精确。 4、本发明的热源由发热片产生传导给硅钢片，保证其表面温度均匀；低温制冷装 置均匀包覆住外壳使得外壳表面温度均匀；基于此使得壳体内绝缘油相同位置处油温变化 趋势相同。 5、显示装置可以将实验装置的模拟温度场绘制出来，然后根据传感器接受到的数 据描绘出实际温度场，通过实际温度场与模拟温度场的比较，可以调节油流设备的流速等 参数进行修正，得到理想的温度场。 6、与实际运行中的变压器相比，本装置可以在较低工作电流较小电能损耗情况 下，实现电场与温度场耦合，模拟效果良好。 附图说明 图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明中绕组1横截面示意图； 图3为本发明的宽范围渐变温度场示意图； 图4为本发明的显示装置中显示屏示意图； 其中：1、绕组；2、发热片；3、硅钢片；4、低温制冷装置；5、低温隔热层；6、温度传感 器模块；7、流速传感器模块；8、导线；9、高压发生器；10、高温控制器；11、低温控制器；12、油 压控制器；13、储油箱；14、阀门开关；15、油流管道；16、流速控制器；17、接地；18、壳体；19、 4 CN 111580017 A 说　明　书 3/5 页 实验容器；20、固定支架；21、显示装置；22、主绝缘隔板。