發(fā)布時間：2020-12-24 05:30

　　提出了一種基于相變輔助散熱單元的油浸式配電變壓器強(qiáng)化散熱方法,結(jié)合在運(yùn)配電變壓器的結(jié)構(gòu)特征和溫度分布,分析了輔助散熱單元強(qiáng)化散熱原理,并對研制樣機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。 

【文章來源】：變壓器. 2020年11期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

1.3倍額定電流負(fù)荷下頂層油和繞組熱點(diǎn)溫升對比

林、余霜鴻等：基于相變輔助散熱單元的配電變壓器強(qiáng)化散熱研究第將由變壓器油吸收，并通過變壓器油的循環(huán)流動將熱量傳遞散出。由于油浸式配電變壓器的外部散熱主要依賴油箱和散熱器表面的自然對流散熱，散熱系數(shù)相對較低，因此增大配電變壓器的散熱面積是提升散熱能力的有效方向。針對在運(yùn)配電變壓器，其結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)固定，要改變油箱結(jié)構(gòu)來增加散熱面積將費(fèi)時費(fèi)力，并且投入較大。本文中筆者提出采用基于相變換熱原理的輔助散熱單元方式，實(shí)現(xiàn)變壓器散熱表面的高效擴(kuò)展，進(jìn)而提升變壓器的散熱能力，其強(qiáng)化散熱原理如圖1所示。按照強(qiáng)化散熱原理，輔助散熱單元固定于變壓器的波紋散熱片上，變壓器內(nèi)的熱量通過絕緣油傳遞至散熱片，散熱片再將部分熱量傳遞至輔助散熱單元，并由輔助散熱單元傳遞至周圍空氣。根據(jù)傳熱學(xué)原理，常規(guī)散熱翅片可有效增加散熱面積，但受到散熱效率的影響，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的高效傳熱。為了提高輔助散熱單元的散熱能力，在此采用基于熱管原理的相變輔助散熱單元，可進(jìn)一步增大高效傳熱的距離，實(shí)現(xiàn)散熱表面的高效拓展。2.1基于相變原理的輔助散熱單元輔助散熱單元與傳統(tǒng)的熱管原理相同，利用冷卻介質(zhì)的相變過程傳熱，可大大提高輔助散熱單元的熱擴(kuò)散能力。輔助散熱單元的傳熱原理如圖2所示。按照系統(tǒng)的傳熱原理，輔助散熱單元的底部與變壓器波紋散熱片接觸，并將熱量傳遞至輔助散熱單元。輔助散熱單元內(nèi)部為密閉空間，且在密閉空間內(nèi)注入一定量的液態(tài)介質(zhì)。運(yùn)行過程中液態(tài)相變介質(zhì)吸收熱量后汽化，氣態(tài)的介質(zhì)向上流動，并持續(xù)與散熱單元表面進(jìn)行二次換熱，當(dāng)氣態(tài)介質(zhì)釋放熱量后冷凝為液態(tài)，再沿散熱單元向下流動，進(jìn)而在密閉空間內(nèi)形成自動循環(huán)，將熱量傳出。相變冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動依靠重力來實(shí)現(xiàn)?

部梢鄖?斜一定的角度。根據(jù)油浸式變壓器冷卻油循環(huán)流動的特點(diǎn)，處于高位的變壓器油溫度更高，因此將輔助散熱單元安裝于波紋散熱片的上部區(qū)域更宜于熱量的擴(kuò)散。2.2輔助散熱單元的結(jié)構(gòu)輔助散熱單元與變壓器散熱片通過接觸傳熱，實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，要適應(yīng)變壓器散熱片平面結(jié)構(gòu)，則需要將輔助散熱單元的接觸部位設(shè)計(jì)為一致的平面結(jié)構(gòu)。另外為了利于內(nèi)部冷卻介質(zhì)的灌封和循環(huán)流動，輔助散熱單元采用片狀條形結(jié)構(gòu)更佳。結(jié)合輔助散熱單元的安裝和散熱特點(diǎn)，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)工藝，訂制了五種片狀輔助散熱單元，樣品結(jié)構(gòu)如圖3所示。規(guī)格1、2和5三種輔助散熱單元均由鋁型材封裝而成，換熱芯體結(jié)構(gòu)一致。規(guī)格5在規(guī)格1和2的基礎(chǔ)上增加了翅片，散熱面積更大。規(guī)格3和4則是采用沖脹封裝結(jié)構(gòu)，單元重量更輕，但無法增加翅片結(jié)構(gòu)。2.3輔助散熱單元的性能測試為了驗(yàn)證不同規(guī)格輔助散熱單元的散熱能力，分別對五種規(guī)格輔助散熱單元進(jìn)行性能測試。測試模型原理結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖1配電變壓器輔助強(qiáng)化散熱示意圖圖3輔助散熱單元結(jié)構(gòu)形式圖2輔助散熱單元傳熱原理圖4單元散熱性能測試模型11

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2935075