油浸式变压器圆筒绕组的热性能研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rinimalebi
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随着变压器电压等级和单台容量的提高,变压器的热问题也越来越突出,电力变压器的安全性是整个电力网安全运行的关键。油浸式变压器在电网中应用广泛,在其运行过程中,由线圈等结构产生的损耗转换成热能,使变压器线圈发热和油的温度升高,线圈温度过高会使绝缘老化,直接影响变压器的寿命。在实际运行时,变压器的使用寿命并不等于预期寿命,因此本文编写了计算油浸式变压器圆筒绕组非稳态温度场和寿命损失的软件。  本文建立了油浸式变压器传热和流动的数学模型,编写了计算油浸式变压器圆筒绕组非稳态温度场分布的软件。根据变压器圆筒绕组的结构特点,绕组温度场的控制方程采用二维圆柱坐标下的导热微分方程,将绕组温度场当作二维问题进行数值模拟。其中,对于涡流损耗的计算,采用了一种解析算法求得整个绕组的涡流损耗;应用管网法来计算油流分布,并采用牛顿——拉普森法求解。该软件可以对组合导线、换位导线及箔式绕组三种绕组类型的油浸式变压器的温度场进行求解。通过实例计算,结果表明:绕组温度随时间的增加而增大;在沿绕组高度方向上,温度先增加后减小,热点产生绕组第一层接近顶部的部分。  本文根据最新的油浸式电力变压器负载导则编写了计算油浸式电力变压器寿命损失的软件,考虑了在阶跃性变化负载和时变负载下热点温度的不同的计算方法。对于给定的负载图,该软件可以计算出热点温度和寿命损失。应用负载导则中附录例子进行验证,得到计算结果与标准值吻合良好。  应用所编软件可求得绕组热点温度及位置和变压器的寿命损失,通过对实际例子的验证,软件可以满足工程要求。这对提高变压器热设计水平、监测变压器使用寿命、减少变压器运行事故均有积极意义。
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