大型油浸式自冷变压器温升的研究

摘要

油浸式变压器具有电压等级高、散热好、损耗低、容量大、价格低等特点。目前电网上运行的电力变压器大部分为油浸式变压器，其中80％以上是采用自然油循环的冷却方式。为了解决大型电力变压器的噪音大和油流带电等问题，现在大型电力变压器也普遍采用自然油循环冷却方式。
　　采用自然油循环冷却方式会导致变压器铜油温差加大，变压器的热问题就更加突出。现在变压器厂普遍采用的油浸式变压器温升的工程计算方法根据经验公式，不能很好的反应变压器的实际温升，有时可能产生较大的偏差。
　　本文根据传热学基本原理和经典试验换热准则，通过对变压器发热冷却原理进行分析和研究，总结出了一套能够比较准确计算自然油循环冷却和绕组带导向结构的大型电力变压器平均油温升、顶层油温升、绕组温升的计算方法。并对影响变压器温升的主要因素:总损耗、散热器位置、绕组的结构进行了分析。最后通过和三变科技的产品SSZ10-ZN-240000/220带光纤测温的温升试验得出的结果进行验证，计算值和试验值比较接近，可以满足工程使用需要。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景与意义

1．1．1 本课题研究背景

1．1．2 本课题研究意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 国内研究概况

1．2．2 国外研究概况

1．3 本文研究的主要内容

第2章 大型油浸式自冷变压器的发热和冷却原理

2．1 变压器发热和冷却原理

2．2 油浸式变压器的散热和冷却方式

2．2．1 变压器散热形式及计算方法

2．2．2 变压器冷却方式

2．3 油浸式变压器的温度分布

2．3．1 顶层油温度

2．3．2 绕组顶部油温度

2．3．3 油浸式变压器的温度分布图

2．4 油浸式变压器绕组传热与油流特性

2．4．1 负载损耗

2．4．2 绕组中油的流动与传热

2．5 油浸式自冷变压器内部的油循环与体积流量的计算

2．5．1 变压器油内部循环驱动力

2．5．2 流动阻力

2．6 小结

第3章 变压器温升试验方法和光纤测温

3．1 变压器温升试验方法

3．1．1 变压器顶层油试验方法

3．1．2 绕组的温升试验

3．2 光纤传感方案的选择

3．3 小结

第4章 变压器各部分温升的理论分析和计算

4．1 油平均升和顶层油温升

4．1．1 散热器的传热基本方程

4．1．2 油对散热器内表面的温升(Δτ1)

4．1．3 散热器内、外壁之间的温升(Δτ2)

4．1．4 散热器外壁与空气之间的温升(Δτ3)

4．1．5 顶层油温升

4．1．6 散热器进出口油温差

4．2 绕组的温升

4．2．1 绕组结构特点

4．2．2 绕组平均温升

4．2．3 绕组表面对流换热系数

4．3 铁心平均温升

4．4 小结

第5章 变压器温升计算实例和试验验证

5．1 变压器温升计算实例

5．2 温升试验

5．3 工程方法计算结果

5．4 计算值与试验数据的对比

5．5 小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢