片式散熱器幾何尺寸及安裝位置對(duì)變壓器溫升影響研究.pdf

1、　　隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，變壓器向著超高壓、大容量、低噪音、高節(jié)能的方向發(fā)展，這對(duì)變壓器冷卻方式提出了更高的要求。本文提出一種以改變片式散熱器尺寸及安裝位置來(lái)增強(qiáng)變壓器散熱的方法。該方法是在原有變壓器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提高散熱器安裝高度，從而增大循環(huán)系統(tǒng)中的油流速度，極大改善了變壓器系統(tǒng)的換熱性能。這一課題的定量分析研究使相關(guān)研究人員對(duì)控制熱點(diǎn)溫升的措施有了一種新的認(rèn)識(shí)，即在不改變變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)提

2、高散熱器的安裝位置很方便的取得降低熱點(diǎn)溫升的效果，故本文對(duì)這一冷卻方式的換熱性能進(jìn)行了深入的研究。
　　變壓器熱性能決定了其運(yùn)行安全性和使用壽命。工程實(shí)際中，為了保證油浸式變壓器長(zhǎng)期安全、可靠、正常地運(yùn)行，須采取相應(yīng)的冷卻方式進(jìn)行散熱，使變壓器在額定負(fù)載時(shí)各部分的絕緣材料的溫度不超過(guò)允許的數(shù)值。散熱量的高低取決于變壓器油流量的大小，而油流量和散熱器的冷卻中心與變壓器繞組的發(fā)熱中心之間的高度差以及油的循環(huán)流動(dòng)阻力有直接關(guān)系，故本

3、文通過(guò)理論推導(dǎo)的方法對(duì)變壓器整個(gè)系統(tǒng)的浮升力和阻力進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)油浸式變壓器油的平均溫度、繞組的平均溫度、銅油溫差等參數(shù)隨片式散熱器不同安裝位置的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。
　　本文針對(duì)繞組、散熱器、油箱上下空間等整個(gè)變壓器油循環(huán)回路進(jìn)行了分析研究。當(dāng)浮升力和阻力相等時(shí)，變壓器油循環(huán)達(dá)到穩(wěn)定，進(jìn)而求得油流量。再運(yùn)用流體力學(xué)和傳熱學(xué)的相關(guān)理論，得到循環(huán)系統(tǒng)的均油溫升。最后耦合求解油流量和均油溫升，得到計(jì)算結(jié)果，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)

4、算軟件。該軟件輸入界面友好，美觀，便于相關(guān)工程技術(shù)人員的掌握與操作。
　　為證明計(jì)算軟件結(jié)果的正確性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和CFD軟件模擬進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明：所建立的數(shù)學(xué)物理模型和計(jì)算方法是合理可靠的，得出的結(jié)果和實(shí)際情況吻合良好，計(jì)算精度可滿足工程上的要求。
　　通過(guò)自編軟件計(jì)算、實(shí)驗(yàn)研究、CFD軟件模擬可知：自然油循環(huán)冷卻變壓器的均油溫升、頂油溫升、繞組平均溫升均隨片式散熱器安裝位置的提高而降低，尤其是熱點(diǎn)溫升下降的幅度