电力变压器温度场数值计算研究

发布时间：2017-09-26 15:13

  本文关键词：电力变压器温度场数值计算研究

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【摘要】：电力变压器是电力系统中极其重要的设备,随着我国输变电技术的发展,电力变压器的电压等级和容量也在不断提高,导致电力变压器损耗不断上升,进而引发电力变压器局部温升过高等问题,减少电力变压器的使用寿命。因此,研究电力变压器温度场的分布,可以实现对电力变压器局部热点温度和位置的预测,从而用于指导电力变压器的结构设计,提高电力变压器的热性能和使用寿命,改善电力变压器设备运行状况,减少事故的发生。本文根据油浸式电力变压器结构的特点,开展电力变压器流场和温度场数值计算方法的研究,主要研究工作如下：(1)基于流体力学及粘性流体力学和传热学理论,分别建立了电力变压器流场和温度场的控制方程,在应用中先求取电力变压器流场分布,再根据所求得的流场分布求取电力变压器温度场。(2)研究了流体流动和传热问题的有限体积法,并通过二维不可压缩黏性流体方腔顶层驱动模型验证了其求解流场分布的有效性,并对比了不同的离散格式所求取的数值解,从数值结果来看,采用QUICK格式,可以得到高精度的数值解。(3)建立油浸式电力变压器二维轴对称模型,根据变压器流场的控制方程和边界条件,基于QUICK格式的有限体积法,确定电力变压器油的速度场分布,为求取电力变压器温度场分布奠定基础。(4)基于电力变压器内部电磁场、流场和温度场的多场耦合,采用整场耦合方法,分析电力变压器温度场数值计算模型,确定电力变压器温度场分布,并将数值计算结果与试验结果进行比较,验证了计算方法的准确性。
【关键词】：电力变压器 流场 温度场 有限体积法
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 选题背景及其意义9-10
• 1.2 变压器温度场的国内外研究现状10-12
• 1.3 本文主要工作内容12-14
• 第2章 电力变压器流场和温度场控制方程14-19
• 2.1 变压器流体域的控制方程14-16
• 2.2 变压器固体域的控制方程16-17
• 2.3 变压器温度场基本假设17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 有限体积法19-30
• 3.1 控制方程的离散化19-23
• 3.2 流体的压力速度耦合问题23-25
• 3.2.1 交叉网格24
• 3.2.2 SIMPLER算法24-25
• 3.3 有限体积法离散方程的解法25-26
• 3.4 基于有限体积法流场求解验证26-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第4章 电力变压器流场的数值模拟30-36
• 4.1 物理模型30
• 4.2 网格划分及插值30-31
• 4.3 变压器流场离散格式31-33
• 4.4 变压器流场边界条件33-34
• 4.5 变压器流场数值计算结果34-35
• 4.6 本章小结35-36
• 第5章 电力变压器温度场的数值模拟36-46
• 5.1 电力变压器内部损耗和散热分析36-37
• 5.1.1 电力变压器的损耗分析36
• 5.1.2 电力变压器的散热过程分析36-37
• 5.2 电力变压器温度场的求解方法37-40
• 5.2.1 分区求解方法38
• 5.2.2 变压器温度场的整场离散、整场求解方法38-40
• 5.3 变压器温度场边界条件的处理40-41
• 5.4 材料参数41
• 5.5 电力变压器温度场数值计算结果分析与讨论41-44
• 5.6 本章小结44-46
• 第6章 结论与展望46-47
• 参考文献47-50
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加科研工作50-51
• 致谢51

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 熊兰;赵艳龙;杨子康;宋道军;席朝辉;何为;;树脂浇注干式变压器温升分析与计算[J];高电压技术;2013年02期

2 滕黎;陈伟根;孙才新;;油浸式电力变压器动态热路改进模型[J];电网技术;2012年04期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 井永腾;大容量变压器中油流分布与绕组温度场研究[D];沈阳工业大学;2014年

2 苏小平;油浸式变压器绕组热点温度计算模型及预测方法研究[D];重庆大学;2012年

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本文编号：924201