油浸式电力变压器全域温升计算

发布时间：2020-08-16 20:10

【摘要】：电力变压器是输变电电网中最重要的设备之一,其运行可靠与否直接决定整个电网能否安全稳定的运行。近年来,随着电力工业的迅猛发展,电力变压器的容量和负荷不断提高,损耗不断增大,导致变压器内温度过高,引起冷却剂变质及绝缘老化等问题。据统计,超过80%的变压器寿命终结是由于变压器内温升过高而使绝缘老化造成的。因此,大型电力变压器的损耗和温升计算问题就显得尤为重要。针对大容量油浸式电力变压器冷却结构难以设计、内部温度难以预测的问题,本文基于热网络法研究油浸式变压器的传热特性。根据油浸式变压器的实际运行情况,考虑了三相绕组散热的重复性,仅建立一相绕组及相关结构的热网络模型。热网络模型中相关的热参数根据传热学相关知识进行求解。建立电磁计算模型,采用有限元法对其进行计算,作为热网络模型中的热源条件。分析绕组区域的油路结构,进而建立其流体计算模型。采用场路耦合方法计算整体油路,局部分析各分段油路的流体特性,得到各段的流阻-流速关系。整体上,经网络串联后,通过计算确定油泵工作点,从而得到各段的流速。将之代入到热网络模型中,利用热力学第一定律,经过迭代,实现温度与流体和电磁的耦合,得到变压器全域平均温度及温升。最后,以高压绕组为例,考虑了挡油板位置、导向区数及水平油道高度等因素对高压绕组热点温度的影响,对其结果进行分析,以进行优化。以一台240000kVA,330kV的油浸式电力变压器为例,并通过温升试验对本文所述方法进行验证,同时对比分析了热网络法、数值分析的计算结果。结果表明热网络方法计算相对误差较小,且简单快捷。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM411
【图文】：

电磁模型

部分绕组油路分析

油路流体网络Fig.2-4Fluidnetworkofoilloop

【参考文献】

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本文编号：2794881