非包封干式变压器绕组温度场计算研究

摘要

干式变压器具有体积小、损耗低、无污染和安全可靠等优点。基于干式变压器的这些优点，一些防火性和安全性要求较高的场所普遍采用干式变压器代替油浸式变压器。由于干式变压器是以空气作为冷却介质，空气的换热性能没有油的换热性能好，因此变压器绕组更容易发热，绕组温度过高会降低变压器的使用寿命。所以准确计算干式变压器的绕组温度场，算出变压器的平均温升、最热点温升具有重要的研究意义。本文通过计算气道流量的方法来计算干式变压器绕组温度场。 本文假设变压器三相对称，温度沿绕组圆周方向没有梯度变化，所以可以把干式变压器简化成二维对称的物理模型。用FLUENT 软件数值模拟不同型号的干式变压器的速度场和温度场，找出气流在气道内的流动规律。根据气体流动规律，计算气道流量。气流在水平气道内流动比较复杂，总体上分两部分，即气流穿过水平气道和未穿过水平气道。运用阻力平衡、风压损失相等方法计算这两种情况下水平气道的流量。通过计算变压器内总流动阻力和对顶部底部风机特性的分析，算出满足变压器散热的总通风量。 本文把干式变压器内的气体当作可压缩气体计算。综合考虑压力、温度等影响气体可压缩性的因素，计算变压器在实际运行环境下气体的密度和流量，这对准确计算干式变压器温度场具有重要意义。 本文用VC++语言计算干式变压器的流量分配和绕组温度场，综合利用MATLAB 语言编写能够直接计算干式变压器温度场的软件。此软件能够计算不同结构不同导线类型的干式变压器的温度场，可以用云图和曲线图的形式显示变压器的绕组平均温升、最热点温度、最热点位置和整体及任意线饼处的温度场分布。 通过软件计算的绕组温升与试验值基本吻合，从一定意义上讲，本文的计算方法在对变压器求解温度场分布、提高变压器热设计水平方面具有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

第二章干式变压器的传热分析

第三章不同型号干式变压器气道内空气流动数值模拟

第四章非包封干式变压器气道流量分布计算

第五章干式变压器损耗计算及换热分析

第六章干式变压器绕组温度场数值计算

第七章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果