电力变压器油流温升仿真分析及试验研究
发布时间：2020-12-20 09:17
电网上运行的电力变压器大部分为油浸式变压器。变压器温升过高造成绕组局部的损坏甚至变压器停运。变压器生产企业与运检部门都希望获得和监测变压器的油流温升及热点温度情况,提前预测变压器的健康运行状态。本文通过对电力变压器油流温升原理的分析,分析影响因素,通过建立变压器产品的模型,对变压器油流温升进行仿真分析预测变压器温升分布及热点情况,同时采用光纤测温法对绕组进行准确测温,精确预报热点位置,并与仿真结果对比,得到可靠的热点位置和温度值。本文为准确计算仿真电力变压器内部因温升造成的状况,对变压器发热结构及机理进行了研究,对变压器内部的温升分布、油流油路的流向及结构进行分析,对影响温升的因素绕组水平油道尺寸、散热中心与发热中心的高度差、绕组油道设置挡油板、横向漏磁场等进行计算分析,并提出改进措施方法。直接测量热点温度是监测热点温度最准确和最直接的办法。直接测量热点温度首先要计算预测出热点的位置,即准确计算出整个绕组的温度场分布情况。本文重点研究了通过建立5种不同类型变压器参数模型,通过温度场仿真分析软件仿真分析变压器绕组温度分布情况和油流分布情况,通过解析法和数值法计算模型热点温升的结果,从而确...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１变压器器身结构??
２＿１．１电力变压器发热工作原理??油浸式电力变压器通常由绕组、铁心、油和结构件等组成。器身结构见图??２－１，铁心结构见图２－２。变压器工作过程中，在磁场和电场的作用下，在绕组、??铁心及油箱结构件中都会产生涡流损耗，最终损耗会转变为热传递出去，最后引??起变压器的发热和整个本体温度的升高。??丨??图２－１变压器器身结构??变压器损耗有空载和负载损耗。空载损耗是由磁滞损耗、涡流损耗和附加损??耗组成。而负载损耗是由电阻损耗与漏磁通引起的附加损耗组成。附加损耗包括??绕组的涡流、环流、引线和结构件损耗。??图２－２所示为电力变压器铁心结构示意图??５??
?ｍ，，厂??图２－２变压器铁心结构??２．１．２电力变压器温度和温升限值??要计算变压器的温升，就要计算变压器各个部分的温度以及相互之间的温度??差值及对空气的温差。比如变压器绕组对油的温度差、铁心对油的温度差、铁心??对空气的温度差、顶层油温对空气的温度差。??变压器的寿命主要由绝缘材料的寿命决定，绝缘材料的最高工作温度可以分??为几个耐热等级［３１］，表２－１为绝缘材料的耐热等级和最高工作温度。??表２－１绝缘材料的耐热等级和最高工作温度???耐热等级?Ａ?Ｅ?Ｂ?Ｆ?Ｈ?Ｃ??允许最高工作温度（°Ｃ）?１０５?１２０?１３０?１５５?１８０?２２０??温升限值必须符合表２－２的所表示的内容值。??表２－２变压器各部分的温升限值????温升的限值（Ｋ）?测量方法??绕组温升?６５?电阻法??ｕｐ?ｉ油不与大气直接接触?６０?温度计??顶层油??油与大气直接接触?５５?温度计??铁心本体?８０?温度计??油箱及结构件表面?８０?温度汁??２．１．３电力变压器温升四种冷却方式??按照油的循环方式可分为两种是自然油循环和强迫油循环两种［３２］。??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限体积法的分体式冷却变压器热学三维仿真技术[J]. 魏本刚,吴楠楠,任晓明,戴明秋. 电力自动化设备. 2018(02)
[2]有限元和有限体积法结合的油浸式变压器温度场计算方法[J]. 王伟,魏菊芳,王楠,王巨伟,王永强. 电测与仪表. 2017(18)
[3]油浸式变压器流体场和温度场的数值分析[J]. 刘刚,靳艳娇,马永强,孙立鹏,池骋. 变压器. 2017(05)
[4]基于流体网络的电力变压器绕组温度预测[J]. 徐永明,刘飞,齐玉麟. 高电压技术. 2017(05)
[5]利用多点光纤测温装置结合仿真计算分析绕组温度分布[J]. 李华春,张宗军,韶蕾,宗伟,苏宝国. 变压器. 2017(02)
[6]110kV环氧浇注干式变压器流体-温度场的有限元仿真计算[J]. 王珊珊,肖黎,廖才波. 变压器. 2016(01)
[7]基于DGM的油浸式变压器热点温度计算[J]. 律方成,马伦,王柳,万涛,杨东星,马雁. 高压电器. 2015(03)
[8]基于有限差分和有限体积法相结合的油浸式变压器三维温度场计算[J]. 王永强,马伦,律方成,毕建刚,王柳,万涛. 高电压技术. 2014(10)
[9]浅析电力变压器用的三种测温装置[J]. 赵丽敏,徐崇斌,王元明,张国珍. 山东工业技术. 2014(14)
[10]变压器线圈热点光纤测温原理的应用[J]. 菅荣萍,刘成亮. 黑龙江科技信息. 2014(16)
博士论文
[1]自然油循环变压器的油流分布与温度场研究[D]. 李龙女.沈阳工业大学 2016
[2]大容量变压器中油流分布与绕组温度场研究[D]. 井永腾.沈阳工业大学 2014
硕士论文
[1]牵引变压器内部温升试验与仿真研究[D]. 李锦平.西南交通大学 2016
[2]变压器绕组光纤温度在线监测系统应用研究[D]. 李凯.华北电力大学 2014
[3]大型变压器绕组涡流损耗及热点温度的研究[D]. 郭振华.河北工业大学 2014
[4]油浸式变压器温度场分析与油流对内部温升影响因素研究[D]. 李大建.西南交通大学 2013
[5]变压器绕组温度分布特性及热点定位研究[D]. 梁亚峰.重庆大学 2010
[6]变压器绝缘老化检测试验与寿命评估方法研究[D]. 马元.山东大学 2010
[7]基于底层油温的油浸式变压器热点估计方法研究[D]. 江淘莎.重庆大学 2009
[8]自然油循环电力变压器温升计算方法的研究[D]. 邸双奎.山东大学 2006
[9]变压器绝缘老化与寿命评估[D]. 宋伟.山东大学 2005
[10]变压器绝缘纸板微水分在线监测系统的研究[D]. 李潇潇.大连理工大学 2005
本文编号：2927610
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１变压器器身结构??
２＿１．１电力变压器发热工作原理??油浸式电力变压器通常由绕组、铁心、油和结构件等组成。器身结构见图??２－１，铁心结构见图２－２。变压器工作过程中，在磁场和电场的作用下，在绕组、??铁心及油箱结构件中都会产生涡流损耗，最终损耗会转变为热传递出去，最后引??起变压器的发热和整个本体温度的升高。??丨??图２－１变压器器身结构??变压器损耗有空载和负载损耗。空载损耗是由磁滞损耗、涡流损耗和附加损??耗组成。而负载损耗是由电阻损耗与漏磁通引起的附加损耗组成。附加损耗包括??绕组的涡流、环流、引线和结构件损耗。??图２－２所示为电力变压器铁心结构示意图??５??
?ｍ，，厂??图２－２变压器铁心结构??２．１．２电力变压器温度和温升限值??要计算变压器的温升，就要计算变压器各个部分的温度以及相互之间的温度??差值及对空气的温差。比如变压器绕组对油的温度差、铁心对油的温度差、铁心??对空气的温度差、顶层油温对空气的温度差。??变压器的寿命主要由绝缘材料的寿命决定，绝缘材料的最高工作温度可以分??为几个耐热等级［３１］，表２－１为绝缘材料的耐热等级和最高工作温度。??表２－１绝缘材料的耐热等级和最高工作温度???耐热等级?Ａ?Ｅ?Ｂ?Ｆ?Ｈ?Ｃ??允许最高工作温度（°Ｃ）?１０５?１２０?１３０?１５５?１８０?２２０??温升限值必须符合表２－２的所表示的内容值。??表２－２变压器各部分的温升限值????温升的限值（Ｋ）?测量方法??绕组温升?６５?电阻法??ｕｐ?ｉ油不与大气直接接触?６０?温度计??顶层油??油与大气直接接触?５５?温度计??铁心本体?８０?温度计??油箱及结构件表面?８０?温度汁??２．１．３电力变压器温升四种冷却方式??按照油的循环方式可分为两种是自然油循环和强迫油循环两种［３２］。??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限体积法的分体式冷却变压器热学三维仿真技术[J]. 魏本刚,吴楠楠,任晓明,戴明秋. 电力自动化设备. 2018(02)
[2]有限元和有限体积法结合的油浸式变压器温度场计算方法[J]. 王伟,魏菊芳,王楠,王巨伟,王永强. 电测与仪表. 2017(18)
[3]油浸式变压器流体场和温度场的数值分析[J]. 刘刚,靳艳娇,马永强,孙立鹏,池骋. 变压器. 2017(05)
[4]基于流体网络的电力变压器绕组温度预测[J]. 徐永明,刘飞,齐玉麟. 高电压技术. 2017(05)
[5]利用多点光纤测温装置结合仿真计算分析绕组温度分布[J]. 李华春,张宗军,韶蕾,宗伟,苏宝国. 变压器. 2017(02)
[6]110kV环氧浇注干式变压器流体-温度场的有限元仿真计算[J]. 王珊珊,肖黎,廖才波. 变压器. 2016(01)
[7]基于DGM的油浸式变压器热点温度计算[J]. 律方成,马伦,王柳,万涛,杨东星,马雁. 高压电器. 2015(03)
[8]基于有限差分和有限体积法相结合的油浸式变压器三维温度场计算[J]. 王永强,马伦,律方成,毕建刚,王柳,万涛. 高电压技术. 2014(10)
[9]浅析电力变压器用的三种测温装置[J]. 赵丽敏,徐崇斌,王元明,张国珍. 山东工业技术. 2014(14)
[10]变压器线圈热点光纤测温原理的应用[J]. 菅荣萍,刘成亮. 黑龙江科技信息. 2014(16)
博士论文
[1]自然油循环变压器的油流分布与温度场研究[D]. 李龙女.沈阳工业大学 2016
[2]大容量变压器中油流分布与绕组温度场研究[D]. 井永腾.沈阳工业大学 2014
硕士论文
[1]牵引变压器内部温升试验与仿真研究[D]. 李锦平.西南交通大学 2016
[2]变压器绕组光纤温度在线监测系统应用研究[D]. 李凯.华北电力大学 2014
[3]大型变压器绕组涡流损耗及热点温度的研究[D]. 郭振华.河北工业大学 2014
[4]油浸式变压器温度场分析与油流对内部温升影响因素研究[D]. 李大建.西南交通大学 2013
[5]变压器绕组温度分布特性及热点定位研究[D]. 梁亚峰.重庆大学 2010
[6]变压器绝缘老化检测试验与寿命评估方法研究[D]. 马元.山东大学 2010
[7]基于底层油温的油浸式变压器热点估计方法研究[D]. 江淘莎.重庆大学 2009
[8]自然油循环电力变压器温升计算方法的研究[D]. 邸双奎.山东大学 2006
[9]变压器绝缘老化与寿命评估[D]. 宋伟.山东大学 2005
[10]变压器绝缘纸板微水分在线监测系统的研究[D]. 李潇潇.大连理工大学 2005
本文编号：2927610
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