强迫油循环风冷变压器非稳态温度场的研究

摘要

油浸式电力变压器是输变电网络中最重要设备之一,影响其绝缘寿命的最主要因素为绕组热点温度。在实际运行中，变压器常处在负荷波动的运行状态，绕组温度场也随之波动，变压器的过负载运行对变压器的热设计提出了较高的要求。另一方面，随着智能化电网的发展，电力变压器需要能够实现自身运行状态的实时监测，并与其它系统实现信息交互，以此来调节自身运行，达到安全、可靠、经济运行。因此，无论从变压器热设计角度，还是从绕组温度实时监测角度出发，变压器非稳态温度场的研究变得十分重要。论文针对强迫油循环风冷(OFAF)变压器的过负载非稳态温度场进行了研究,主要工作如下:
　　本文依据变压器手册建立简化后的OFAF变压器模型，运用开口系能量方程、流体力学阻力计算方程及动能定理，得到了变压器油温及油流分布。以此，建立了OFAF变压器的稳态数学计算模型。
　　在稳态模型的基础上，提出了非稳态温度场求解模型，并编制出相关c++程序软件。当变压器负荷变化时，软件可实现从初始稳态过渡到末态稳态的非稳态温度场计算。计算结果与变压器导则进行了对比，验证了程序的可靠性。
　　之后论文模拟了不同水平油道结构对非稳态温度场响应的影响。研究表明：不同水平油道尺寸的绕组结构，只对非稳态温度场的末态温度值产生影响，对非稳态响应时间长短并无影响。较大的水平油道尺寸有利于变压器热点温度的降低。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 变压器温度场研究状况

1.3 本文主要研究内容

第二章 ＯＦＡＦ变压器换热机理研究

2.1 OFAF变压器物理模型的简化

2.2 变压器内部换热分析

2.3 变压器外部换热

第三章 油流计算及稳态温度场建立

3.1 变压器内部各垂直油道的油流分布计算

3.2 变压器总油流的求解

3.3 油温分布的求解

3.4 稳态数学模型的建立

第四章 非稳态模型的建立与内部温度场数值计算

4.1 变压器非稳态问题的研究

4.2 绕组温度场计算

4.3 计算方法

第五章 计算结果分析及验证

5.1 OFAF变压器参数的确定

5.2 OFAF变压器1.5倍负载非稳态计算

5.3 小结

第六章 结论

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢