王恒 郑伟 安楠 李浪 李阳 付生磊 韩楚龙
国网安徽省电力有限公司太和县供电公司 安徽太和 230061
摘要：随着社会的发展和科技的进步，人们对电能的需求量不断增大。电网的高效安全运行关乎着居民用电以及社会生产的安全。变压器是电网运行中重要的一环。因此通过技术手段检测变压器绕组材质，确保新置或回收变压器符合安全规定显得尤为重要。本论文讨论研制的设备是否能够高效、准确、便捷的检测变压器绕组材质。
关键词：电网；变压器；检测变压器；回收变压器；
引言
变压器市场混乱的根源在于变压器本身，因为变压器不像高压开关柜、低压开关柜，里面的元器件一目了然。变压器厂家除了在质量、工艺上有差别，在容量和绕组上也容易做手脚。部分变压器厂家故意减少容量以节约成本，也有的变压器供应商将全铝变压器代替全铜变压器发给客户，这种现象在变压器回收利用中出现频率更高。虽然这些在理论上不会真正影响变压器运行，可是却给变压器长期运行埋下了安全隐患。因此，必须从根源上断绝铝代铜芯变压器流入电网。想要断绝此类变压器，就需要有准确率高的检测方法。
1 装置研制过程
首先研究变压器绕组回路铜、铝材质Seebeck效应，结合配电变压器绕组回路结构，推导绕组回路热电势方程。根据实际回路温度分布及绕组铜、铝及“铜包铝”材料特性，理论计算铜、铝绕组回路热电势，得出绕组材质判断阈值。基于理论研究成果设计变压器绕组材质鉴别装置。对多台配电变压器进行测试。该装置的研制手段符合科学依据，理论推导过程缜密，测试量充足。
2 常见检测方法解析
由于铝材料与铜材料相比，金属密度不同，通过直接称重理论上可以判断出变压器绕组材质。然而这个方法并不准确，厂家可以通过别的方法增重变压器，将全铝变压器重量做成全铜变压器的重量。通过体积观测，如果同一种工艺，全铜变压器比全铝变压器要小，但是不同工艺或者同一工艺变压器体积都是可大可小，所以看体积也容易出问题。测绝缘电阻判断变压器是铜的还是铝的，这个方法受到广大用户认可。实际上只要增大铝芯的横截面，同样可以将电阻做到跟全铜一样。因此这样也不是特别准确。要想准确判断变压器绕组材质，可以通过拆解变压器，直观观测，但是此种方法对变压器的后续使用是毁灭性的，这样得不偿失。
通过其他技术手段可以在不破坏变压器本身的情况下，对绕组材质进行准确鉴别。例如X 射线法通过铜、铝材料在 X 射线下透射成像灰度对比鉴别金属材质，操作复杂、测试成本高。温度系数法实测不同温度下的绕组直流电阻值，通过计算电阻温度系数 K 值来鉴别绕组材质。由于变压器内部绕组升温困难，电阻值测量精度要求严苛，该方法难以实际应用。参数对比法实测变压器体积、质量、容量等参数并与标准数据库进行对比，以实现绕组材质鉴别。由于设计差异较大，该方法仅适用于单一厂家、系列的变压器。
3 论文所述装置实效分析
本论文所述一种基于 Seebeck 效应的配电变压器绕组材质鉴别装置。该装置利用两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的原理，设计加热模块、温度控制模块、热电势采集放大模块再由控制芯片处理各种模拟量，从而快速准确的判断变压器绕组材质。该装置操作简单，只需要将加热模块安置在变压器铜排，温度以及电势采集头分别夹在变压器某一项进线端和出线端，5-10分钟即可由控制芯片处理数据并直观显示结果。通过不断的实验测试以及变压器实物测试，均能准确检测出变压器绕组材质，准确率值得确保。
相比较现存在的各种方法，该装置操作简单，装置小巧便携，检测过程对人力以及其他需求极低。检测结果相比较其他方法，也具有绝对的优势。
4 所述装置特点及效益分析
论文所述装置特点主要表现在三点。1可便携：加热装置与鉴别装置分离，机器易于随身携带。2操作简单：现场只需接上测试线，固定加热点，系统便可自动将鉴别结果显示出来。3准确率高：由于不同材质的阈值差别较大，系统的鉴别正确率可达100%。
该鉴别装置研制成功后，将会有很大的市场应用和推广前景，对加强质量风险管控， 保证供货质量和电网安全运行具有重要的意义。具体体现在以下两个方面：1变压器绕组材质鉴别装置的研制，避免了“以铝代铜”的变压器流入电力系统，为电网的安全稳定运行提供了保障，增加了用户用电的满意度，为公司高效，优质服务提供了良好的社会形象。2变压器绕组材质鉴别装置的使用，减少了供电公司的经济损失，为工业和居民用电提供保障，间接的增加了国民经济收入。
5 结语
综上所述，该装置研制目的明确，研制后可以极大的保证电网运行安全，从根本上杜绝铝制变压器冒充铜质。装置制作过程严密，该装置理论基础可靠，推导逻辑缜密，测试量充足，检测结果准确。装置研制成功后能够带来巨大的社会效益，可以直接和间接的带来经济效益。因此，该装置的制作具有较大价值。