微槽群復合相變變壓器繞組的溫度場研究.pdf

1、變壓器是電網(wǎng)中最為重要和昂貴的設備之一，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

2、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冷卻技術的新型1000kVA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冷卻技術的

3、研究現(xiàn)狀，在此基礎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。
　　提出了MGCP變壓器的結構，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。考慮到微槽群復合相變冷卻變壓器的特殊空心繞組結構，就其產(chǎn)熱機理及熱量傳遞過程展開了研究。
　　基于微槽群復合相

4、變的冷卻機理，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。結果表明采用微槽群復合相變冷卻技術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