本文關(guān)鍵詞：微槽群復合相變變壓器繞組的溫度場研究

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【摘要】：變壓器是電網(wǎng)中最為重要和昂貴的設(shè)備之一,其運行的可靠性直接影響整個電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。一般情況下,變壓器的壽命終結(jié)是因為喪失了可靠的絕緣能力,其主要因素是變壓器運行中繞組發(fā)熱,變壓器內(nèi)部溫度升高導致絕緣老化。隨著生活與生產(chǎn)的發(fā)展,單臺變壓器容量的日益增加,對變壓器的要求越來越高,繞組溫升及局部過熱問題已成為變壓器制造與電力運行部門普遍關(guān)心的問題之一。變壓器繞組溫升不僅限制了變壓器的負載能力,且對變壓器的運行安全可靠性、使用壽命及制造成本有一定的影響。因此,研究變壓器繞組溫升情況,對延長變壓器絕緣壽命具有重要的意義。本文將微槽群復合相變(Micro-Grooves composite phase change,MGCP)冷卻技術(shù)應用在變壓器散熱上。根據(jù)傳熱學和流體力學的原理,建立了基于MGCP冷卻技術(shù)的新型1000k VA三相變壓器有限元模型,深入研究了微槽群復合相變變壓器的繞組溫度場。主要工作如下:分析了國內(nèi)外變壓器冷卻方式以及MGCP冷卻技術(shù)的研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究意義和主要研究內(nèi)容。針對變壓器發(fā)熱與散熱的過程,研究了變壓器溫升的相關(guān)理論,并分析了變壓器損耗的產(chǎn)生過程以及各類常用變壓器的允許溫升,為MGCP變壓器溫度場的建模研究奠定了理論基礎(chǔ)。提出了MGCP變壓器的結(jié)構(gòu),對研究對象做出基本假定,給出MGCP變壓器的內(nèi)部傳熱過程分析�？紤]到微槽群復合相變冷卻變壓器的特殊空心繞組結(jié)構(gòu),就其產(chǎn)熱機理及熱量傳遞過程展開了研究�；谖⒉廴簭秃舷嘧兊睦鋮s機理,建立了MGCP變壓器的溫度場模型,利用ANSYS進行三維溫度場仿真。在建立MGCP變壓器溫度場模型的基礎(chǔ)上,對變壓器繞組分別做了額定工況、局部過熱和負荷波動三種工況下的三維溫度場分析;并將MGCP變壓器繞組的溫度場分布與普通干式變壓器進行對比研究,分析比較了兩者額定工況下長時間工作的溫度分布情況。結(jié)果表明采用微槽群復合相變冷卻技術(shù)進行冷卻的變壓器具有更好的散熱能力,能夠有效的降低變壓器的實際運行溫度,延長變壓器的使用壽命。
【關(guān)鍵詞】：變壓器 微槽群 仿真模型 熱點溫度 ANSYS
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究的背景及意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 變壓器冷卻方式的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 微槽群復合相變冷卻技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文的研究目的和主要內(nèi)容15-16
• 1.3.1 研究目的15-16
• 1.3.2 主要內(nèi)容16
• 1.4 ANSYS簡介16-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第2章 變壓器的允許溫升19-28
• 2.1 變壓器運行損耗19-22
• 2.1.1 空載損耗19-21
• 2.1.2 負載損耗21-22
• 2.2 絕緣材料的老化22-23
• 2.3 常用變壓器溫升限值23-25
• 2.3.1 干式變壓器23-24
• 2.3.2 油浸式變壓器24-25
• 2.4 現(xiàn)有變壓器冷卻技術(shù)及其特點25-27
• 2.4.1 油浸式變壓器25-26
• 2.4.2 干式變壓器26
• 2.4.3 充氣式變壓器26-27
• 2.4.4 蒸發(fā)冷卻式變壓器27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 微槽群復合相變變壓器熱傳遞原理28-40
• 3.1 微槽群復合相變冷卻技術(shù)28-29
• 3.2 MGCP變壓器的物理模型和基本假定29-31
• 3.2.1 物理模型29-30
• 3.2.2 基本假定30-31
• 3.3 MGCP變壓器的傳熱過程31-32
• 3.4 MGCP變壓器內(nèi)部換熱分析32-36
• 3.4.1 熱傳導計算33
• 3.4.2 對流散熱計算33-34
• 3.4.3 微槽群復合相變換熱計算34-36
• 3.5 熱傳遞過程的邊界條件36-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 MGCP變壓器的內(nèi)部溫度場仿真分析40-52
• 4.1 有限元仿真40-45
• 4.1.1 分析類型及材料參數(shù)設(shè)置40-42
• 4.1.2 單元類型選擇42-43
• 4.1.3 網(wǎng)格劃分43-45
• 4.2 微槽群復合相變變壓器的仿真模型構(gòu)建45-47
• 4.3 溫度場仿真分析47-51
• 4.3.1 額定工況溫度場分析47-49
• 4.3.2 局部過熱溫度場分析49-50
• 4.3.3 負荷波動情況的溫度場分析50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論與展望52-54
• 全文總結(jié)52
• 后期展望52-54
• 參考文獻54-59
• 致謝59-60
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄60-61
• 附錄B 攻讀學位期間所參加的科研項目目錄61-62
• 附錄C MGCP變壓器模型建立部分命令流62-66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魯文軍;龔謙惠;王雪婷;曾崇群;;采用微槽群復合相變冷卻技術(shù)變壓器的溫度特性仿真分析[J];電工技術(shù)學報;2014年S1期

2 范聞博;韓篩根;;有載調(diào)容變壓器安全經(jīng)濟運行控制策略[J];電力系統(tǒng)自動化;2011年18期

3 陳偉根;蘇小平;孫才新;潘，

本文編號：865845