电力变压器油流温升仿真分析及试验研究

摘要

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，从而确定变压器的温升和绕组的热点温度及位置。 在准确预测热点的基础上，本文论述了温升试验原理和方法，并提出了利用光纤测温装置进行温升试验的流程，形成一整套完整的光纤温升试验方案，通过将试验得出的温升值和热点温度值与通过温度场分析计算软件得出的预测结果进行对比分析，发现吻合良好，这表明预测热点的温度场软件仿真的可靠性，因此通过光纤测温探头测量温升试验时的绕组最热点温度是可行的。 本文所获得的仿真数据以及实验结果以及经验对今后使用光纤测温探头进行变压器绕组温度监测具有重要参考价值，为油浸式变压器绕组热点温升的准确仿真计算和预防局部过热问题积累了一定经验。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章绪论

1．1研究的背景和意义

1．2国内外研究现状

1．2．1国外研究现状

1．2．2国内研究现状

1．2．3国内研究存在的问题

1．3本文主要工作

第二章电力变压器油流温升原理及计算方法

2．1电力变压器发热工作原理和冷却方式

2．1．1电力变压置发热工作原理

2．1．2电力变压器温升温度和温升限值

2．1．3电力变压器温升四种冷却方式

2．2影响温升的重要因素

2．2．1水平油道的尺寸大小对温升的影响

2．2．2导向结构对变压器线圈温升的影响

2．2．3散热器位置变化对江升的影响

2．3电力变压器漏磁场在油流温升中的重要性

2．4变压器绕组温升的计算方法

2．4．1解析法

2．4．2数值法

2．4．3试验法

2．5本章小结

第三章电力变压器油流温升仿真分析

3．1电力变压器油流温升模型建立

3．1．1电力变压器油流温升模型参数

3．1．2电力变压器油流温升仿真及计算方法

3．2电力变压器油流温升解析法计算

3．2．1解析法计算

3．2．2解析法计算结果

3．3电力变压器油流温升数值法计算

3．3．1数值法计算

3．3．2数值法计算结果

3．4本章小结

第四章电力变压器温升试验研究

4．1电力变压器温升试验原理及试验方法

4．2电力变压器光纤测温原理及测量方法

4．2．2光纤探头布置

4．3试验及结果分析

4．4与仿真结果对比

4．5本章小结

第五章结论

5．1结论

5．2展望

参考文献

致谢