【摘要】：隨著城市化進程的不斷加快,大型城市呈現(xiàn)出人口密集、高層建筑成群、電力負荷密度高的特點。同時,城市中心土地資源稀缺的問題日益突出。為了兼顧變壓器的散熱效率和變電所的空間限制,采用分體式變壓器建設(shè)地下高電壓大容量變電站是滿足城市不斷增長的電力負荷需求的理想解決方案。分體式變壓器和傳統(tǒng)的一體式變壓器的本質(zhì)區(qū)別在于,分體式變壓器之中本體和散熱器的結(jié)構(gòu)是分離的,這種結(jié)構(gòu)特點直接導(dǎo)致了兩種變壓器的溫度特性并不完全相同。變壓器內(nèi)部的溫度分布反應(yīng)并影響了變壓器的絕緣狀態(tài)。因此,分體式變壓器內(nèi)部溫度的相關(guān)研究和計算對保證分體式變壓器安全穩(wěn)定運行具有重要意義。此外,目前對于變壓器冷卻效能的評估和判斷大多依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗和主觀判斷,尚無完整的科學(xué)評價方法,因此評價分體式變壓器的冷卻效能可以對分體式變壓器的出廠裝配和在線監(jiān)測提供指導(dǎo)和技術(shù)支持。針對上述兩個問題,本文進行了以下兩部分研究:本文使用有限元法對分體式變壓器的溫度場和流速場進行研究與計算。為兼顧計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和運算速度,本文在分體式變壓器復(fù)雜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立二維的簡化模型。對二維模型進行計算得到分體式變壓器的溫度分布及油流分布。將計算結(jié)果與現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證仿真結(jié)果基本可靠。將一體式變壓器的溫度分布與分體式變壓器的溫度分布情況進行對比,分析了分體式變壓器的結(jié)構(gòu)特點對其溫度分布所產(chǎn)生的影響。為了進一步研究不同布置方式下本體和散熱器的相對位置對變壓器內(nèi)部溫度分布產(chǎn)生的影響,本文分別對不同水平距離和垂直距離結(jié)構(gòu)情況下的分體式變壓器進行建模,并對其頂層油溫、進出油口溫度以及油流速度進行了分析和討論。本文提出了一種對分體式變壓器冷卻效能進行評價的定量分析方法。對如何選取合理的評價指標(biāo)進行研究討論,建立了分體式變壓器冷卻效能評價指標(biāo)體系,構(gòu)建了基于ADC法的分體式變壓器冷卻效能評價模型。本文結(jié)合多因素分級處理,通過層次分析法確定冷卻效能評價指標(biāo)的權(quán)重。在評價指標(biāo)的優(yōu)劣量化過程中,為了對專家的定性評價進行量化,采用模糊綜合算法將專家的定性評價轉(zhuǎn)化為具體分數(shù),用具體數(shù)值代替表示指標(biāo)的優(yōu)劣性。本文提出的基于ADC法的分體式變壓器冷卻效能評價方法,實現(xiàn)了對不同情況下冷卻效能的量化評估,對分體式變壓器的設(shè)計和運維具有一定的意義。
【圖文】：

為了解決封閉空間對戶內(nèi)變和地下變散熱性能的不利影響，同時兼顧城區(qū)逡逑空間限制，戶內(nèi)變和地下變開始采用在室外和地上設(shè)置散熱器的布局方式。比如逡逑圖１－２所示，為上海市電力公司宛平２２０ｋＶ地下變電站３號主變的地下變壓器本逡逑體和地上散熱器，其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)變壓器明顯不同。這種油箱本體與散熱器采用分逡逑離結(jié)構(gòu)設(shè)計方式的變壓器，，統(tǒng)稱為分體式變壓器。逡逑＿＿逡逑（ａ）變壓器本體邐（ｂ）散熱器逡逑圖ｌ－２邋２２０ｋＶ宛平站分體式變壓器逡逑２逡逑

導(dǎo)則計算法是間接計算法中最基礎(chǔ)的方法，ＩＥＥＥ邋Ｓｔｄ邋Ｃ５７．９１－１９９５和逡逑ＧＢ／Ｔ１５１６４－１９９４《油浸式變壓器負載導(dǎo)則》中變壓器繞組熱點溫度求解模型逡逑如圖１－３所示。逡逑Ｈｇ逡逑繞組商度個邐ｆｌ邋ｉ油頂部溫升邐戶邐予、熱點溫度逡逑繞組上端一逡逑／邋／逡逑＿油平均溫升．ｇ邐＾４組平均溫度逡逑／邐／逡逑環(huán)境溫度丨邐／邐／逡逑０ａ邋｜邐／邐／逡逑＾——？）邐／邋／逡逑１邐＾邐丨油底部溫升／邐／逡逑繞組下端N邐Ｍ邐？／邐／邐．逡逑邐ｊ邐／＿邐／邐逡逑０邐溫ｆｉ逡逑圖１－３變壓器繞組熱點溫度計算模型逡逑該方法數(shù)學(xué)模型包括變壓器外部環(huán)境溫度、變壓器頂層油溫和繞組熱點溫度逡逑４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：2626196