1.一种变压器铁心多点接地故障模拟装置,其特征在于:包括变压器外壳,所述变压器外壳内部设置有变压器上铁轭、变压器下铁轭、高压线圈、低压线圈和变压器油,从变压器上铁轭引出铁心单点接地点,所述高压线圈和低压线圈分别固定在变压器外壳内的左右芯柱上,所述变压器外壳上还通过管道连接滤油模块,所述变压器外壳上还设置有取油口,所述取油口通过管道连接油色谱检测模块;所述变压器上铁轭表面安装有上铁轭故障模拟装置,所述变压器下铁轭表面安装有下铁轭故障模拟装置,所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的两侧分别设置有温度检测模块,所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置通过导线相连后均接入开关控制模块上,所述开关控制模块连接电源模块;所述铁心单点接地点通过导线连接电流检测模块、数据传输模块后接入后台计算机。
2.根据权利要求1所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置,其特征在于:所述上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的结构相同,均包括5套故障发生装置,其中5套故障发生装置分别分布在变压器上铁轭和变压器下铁轭的第一级硅钢片位置、30%硅钢片级数位置、50%硅钢片级数位置、80%硅钢片级数位置和100%硅钢片级数位置上;每一套故障发生装置包括1组绝缘导向板、1片单片硅钢片、1片木板、1片铜片、1根弹簧、1对电子型牵引电磁铁、1对牵引绳,其中上铁轭故障模拟装置、下铁轭故障模拟装置的5套故障发生装置的绝缘导向板分别固定在变压器上铁轭和变压器下铁轭相应级数的硅钢片表面,单片硅钢片的一端插在绝缘导向板中间,单片硅钢片的另一端固定在表面贴有铜片的木板上并与铜片连通,铜片通过导线与地相连,木板另一面与弹簧相连,弹簧另一端固定在故障发生装置顶部,1对电子型牵引电磁铁分布在弹簧两侧并固定在故障发生装置顶部,1对电子型牵引电磁铁通过牵引绳与木板两端相连,使弹簧处于压缩状态;其中电子型牵引电磁铁的电源输入作为故障发生装置控制端,对应的5套变压器上铁轭安装的故障发生装置控制端和5套变压器下铁轭安装的故障发生装置控制端接入开关控制模块并通过10个第一常闭电磁继电器与电源模块相连,开关控制模块表面分布10个控制按钮,对应控制10个第一常闭电磁继电器的通断。
3.根据权利要求2所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置,其特征在于:所述电流检测模块包括电流传感器、过电流保护单元、第一控制器、第一数据传输单元,所述铁心单点接地点的引线与电流传感器一次绕组连接,电流传感器一次绕组另一端与过电流保护单元串接后接地,电流传感器二次绕组与第一控制器相连,所述第一控制器通过第一数据传输单元与后台计算机通信。
4.根据权利要求2所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置,其特征在于:所述温度检测模块包括依次分布于变压器上铁轭、变压器下铁轭对应级数位置硅钢片表面两侧的20个温度传感器、第二控制器、第二数据传输单元,所述温度传感器将变压器上铁轭和变压器下铁轭的温度监测数据发送至第二控制器,所述第二控制器通过第二数据传输单元与后台计算机通信。
5.根据权利要求2所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置,其特征在于:所述油色谱检测模块包括油色谱气相色谱仪、第三控制器、第三控制单元,所述油色谱气相色谱仪与取油口连接,将检测结果发送至第三控制器,第三控制器将数据处理后经第三数据传输单元传送至后台计算机。
6.根据权利要求3所述的一种变压器铁心多点接地故障模拟装置,其特征在于:所述过电流保护单元包括并接的第二常闭电磁继电器和限流阻抗。
7.一种变压器铁心多点接地故障评估方法,采用如权利要求2-6任一项所述的变压器铁心多点接地故障模拟装置,其特征在于:包括如下步骤:S1:调节变压器高压、低压侧绕组负荷,使变压器处于满载运行状态;S2:在变压器单点接地正常运行时,通过电流传感器记录铁心单点接地电流初始值I 1 并传输至第一控制器,将20个温度传感器监测值T 1 ,T 2 ,……,T 20 传输至第二控制器,根据公式 计算得到变压器上铁轭和变压器下铁轭多级硅钢片位置硅钢片表面铁心单点接地初始温度 ;其中T 1 、T 2 分别为变压器上铁轭第一级硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 3 、T 4 分别为变压器上铁轭30%硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 5 、T 6 分别为变压器上铁轭50%硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 7 、T 8 分别为变压器上铁轭80%硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 9 、T 10 分别为变压器上铁轭100%硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 11 、T 12 分别为变压器下铁轭第一级硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 13 、T 14 分别为变压器下铁轭30%硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 15 、T 16 分别为变压器下铁轭50%硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 17 、T 18 分别为变压器下铁轭80%硅钢片位置两侧温度传感器监测值,T 19 、T 20 分别为变压器下铁轭100%硅钢片位置两侧温度传感器监测值, 、 分别表示变压器上铁轭、变压器下铁轭的第一级硅钢片位置硅钢片表面铁心单点接地初始温度, 、 分别表示变压器上铁轭、变压器下铁轭的30%硅钢片级数位置硅钢片表面铁心单点接地初始温度, 、 分别表示变压器上铁轭、变压器下铁轭的50%硅钢片级数位置硅钢片表面铁心单点接地初始温度, 、 分别表示变压器上铁轭、变压器下铁轭的80%硅钢片级数位置硅钢片表面铁心单点接地初始温度, 、 分别表示变压器上铁轭、变压器下铁轭的100%硅钢片级数位置硅钢片表面铁心单点接地初始温度;通过油色谱气相色谱仪检测铁心单点接地初始油中各气体组分含量 并传输至第三控制器;S3:通过控制开关控制模块的控制按钮,设置不同的变压器铁心多点接地故障,通过电流传感器记录铁心多点接地电流值I 2 并传输至第一控制器,通过第一控制器处理得到特征量A,其中A的表达式如下: ;记录20个温度传感器监测的变压器上铁轭和变压器下铁轭多级硅钢片位置硅钢片表面铁心多点接地温度 并传输至第二控制器,通过第二控制器处理得到特征量B,其中B的表达式如下: ;上式中:T * 表示硅钢片表面铁心多点接地故障时的温度,T表示硅钢片表面铁心单点接地初始温度;通过油色谱气相色谱仪监测铁心多点接地油中各气体组分含量 并传输至第三控制器,计算得到特征量C,其中C的表达式如下: ;S4:将特征量A、B、C经数据传输模块发至后台计算机,计算得到故障系数D,其中 ;S5:将变压器油经过滤油模块滤油后,更换多点接地故障位置,重复步骤S1-S4,得到变压器铁心不同位置多点接地下变压器缺陷严重程度。
8.根据权利要求7所述的一种变压器铁心多点接地故障评估方法,其特征在于:以故障系数D判断变压器不同位置多点接地的缺陷等级,判断公式如下: 。