【摘要】：電力變壓器是輸變電電網(wǎng)中最重要的設(shè)備之一,其運行可靠與否直接決定整個電網(wǎng)能否安全穩(wěn)定的運行。近年來,隨著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展,電力變壓器的容量和負(fù)荷不斷提高,損耗不斷增大,導(dǎo)致變壓器內(nèi)溫度過高,引起冷卻劑變質(zhì)及絕緣老化等問題。據(jù)統(tǒng)計,超過80%的變壓器壽命終結(jié)是由于變壓器內(nèi)溫升過高而使絕緣老化造成的。因此,大型電力變壓器的損耗和溫升計算問題就顯得尤為重要。針對大容量油浸式電力變壓器冷卻結(jié)構(gòu)難以設(shè)計、內(nèi)部溫度難以預(yù)測的問題,本文基于熱網(wǎng)絡(luò)法研究油浸式變壓器的傳熱特性。根據(jù)油浸式變壓器的實際運行情況,考慮了三相繞組散熱的重復(fù)性,僅建立一相繞組及相關(guān)結(jié)構(gòu)的熱網(wǎng)絡(luò)模型。熱網(wǎng)絡(luò)模型中相關(guān)的熱參數(shù)根據(jù)傳熱學(xué)相關(guān)知識進(jìn)行求解。建立電磁計算模型,采用有限元法對其進(jìn)行計算,作為熱網(wǎng)絡(luò)模型中的熱源條件。分析繞組區(qū)域的油路結(jié)構(gòu),進(jìn)而建立其流體計算模型。采用場路耦合方法計算整體油路,局部分析各分段油路的流體特性,得到各段的流阻-流速關(guān)系。整體上,經(jīng)網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)后,通過計算確定油泵工作點,從而得到各段的流速。將之代入到熱網(wǎng)絡(luò)模型中,利用熱力學(xué)第一定律,經(jīng)過迭代,實現(xiàn)溫度與流體和電磁的耦合,得到變壓器全域平均溫度及溫升。最后,以高壓繞組為例,考慮了擋油板位置、導(dǎo)向區(qū)數(shù)及水平油道高度等因素對高壓繞組熱點溫度的影響,對其結(jié)果進(jìn)行分析,以進(jìn)行優(yōu)化。以一臺240000kVA,330kV的油浸式電力變壓器為例,并通過溫升試驗對本文所述方法進(jìn)行驗證,同時對比分析了熱網(wǎng)絡(luò)法、數(shù)值分析的計算結(jié)果。結(jié)果表明熱網(wǎng)絡(luò)方法計算相對誤差較小,且簡單快捷。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM411
【圖文】：

電磁模型

部分繞組油路分析

油路流體網(wǎng)絡(luò)Fig.2-4Fluidnetworkofoilloop

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2794881