發(fā)布時間：2020-04-12 17:06

【摘要】：變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備,在電力工程中的各個領(lǐng)域上獲得了廣泛的應(yīng)用。變壓器內(nèi)部的溫度變化是表征其安全穩(wěn)定運行的重要判別標準,溫度過高會降低變壓器的絕緣能力,導(dǎo)致壽命縮短。隨著城市化進程的不斷發(fā)展,用電負荷快速增加,變壓器的散熱問題愈加明顯,在北上廣等大城市中,分體式冷卻變壓器的應(yīng)用越來越多。關(guān)于一體式變壓器的溫度場研究相對成熟,而鮮有關(guān)于分體式冷卻變壓器的傳熱研究,因此迫切需要進行分體式變壓器傳熱及散熱研究,建立分體式變壓器傳熱計算模型并掌握影響因素造成的溫度變化規(guī)律,為其可靠、安全運行提供輔助依據(jù)。本文在傳熱學(xué)的基礎(chǔ)上,分析了分體式變壓器的熱源及熱傳遞過程,并提出分體式變壓器熱學(xué)解耦分析方法,通過對比有限元法、熱路模型法、導(dǎo)則推薦法的優(yōu)缺點,確定了采用有限元法進行分體式變壓器溫度場的研究。本文利用ANSYS軟件對1臺35kV分體式變壓器進行二維模型建立、網(wǎng)格劃分及溫度場模擬,詳細分析了內(nèi)部變壓器的溫度場變化情況,并分析了熱源結(jié)構(gòu)及散熱器的溫度分布規(guī)律以及油流場分布情況,提出了出入口油溫差作為判別分體式冷卻系統(tǒng)散熱效率新的依據(jù),并模擬傳統(tǒng)一體式變壓器溫度場,將二者進行關(guān)鍵位置溫度對比驗證了分體式變壓器在結(jié)構(gòu)及散熱上的優(yōu)越性。本文分析了分體式變壓器溫度場變化的影響因素,從外界環(huán)境溫度、負載系數(shù)、油道高度、垂直布置高度、油道半徑5個方面對模型進行修改并模擬計算,通過分析熱點溫度、頂層油溫、油箱出入口油溫差探索其溫度影響規(guī)律并分析了油流速度與溫度變化之間的關(guān)系,進一步地解釋了各影響因素對分體式變壓器溫度場影響的本質(zhì)原因,并提出了分體式變壓器布置優(yōu)化方案。最后,本文提出分體式變壓器溫升試驗方案并搭建不同垂直布置高度的油浸式分體變壓器模擬試驗平臺,對比了試驗數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)并進行誤差分析,試驗中溫升變化規(guī)律與仿真數(shù)據(jù)基本相符,驗證了二維模型的可靠性。
【圖文】：

第２章分體式變壓器結(jié)構(gòu)及傳熱過程分析逡逑２．１分體式冷卻變壓器的結(jié)構(gòu)逡逑分體式冷卻變壓器結(jié)構(gòu)上主要由兩部分組成，一部分為變壓器本體，其中包逡逑括鐵心，繞組，油箱；鐵心和繞組為變壓器最基本的結(jié)構(gòu)，油箱起支撐、保護、逡逑絕緣的作用，其中充滿了變壓器油，變壓器油起熱傳導(dǎo)、冷卻、絕緣的作用；另逡逑一部分為油管和散熱器，油管連接變壓器本體和散熱器，為變壓器油的流動提供逡逑通道，散熱器主要由散熱片組成，是變壓器最主要的散熱結(jié)構(gòu)，，通過向外散熱使逡逑變壓器油降溫［４４］。逡逑在實際工程中，分體式冷卻變壓器的布置方法主要采用上下布置式，本文主逡逑要針對此布置方式的分體式變壓器進行研宄，其本體及散熱器的實物圖分別如圖逡逑２－１⑷、（ｂ）所示。其散熱器置于室外，既可以有效節(jié)省地下變電站的空間，減少逡逑建設(shè)成本，也可以保證通風(fēng)加快散熱。逡逑

逑測溫所采用的溫度測量方式是利用測溫槍在變壓器前后表面測量，其測溫點逡逑分布如圖３－３所示。圖中分兩租水平高度：Ａｌ，邋Ａ２，邋Ａ３，Ａ４為一組，Ｂｌ，Ｂ２，逡逑Ｂ３，邋Ｂ４為一組。使用測溫槍在同一高度、兩個側(cè)面上測得的外殼表面溫度如表逡逑３－２所示。逡逑２１逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM41

【參考文獻】

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本文編號：2624970