微槽群復(fù)合相變變壓器繞組的溫度場(chǎng)研究.pdf

1、變壓器是電網(wǎng)中最為重要和昂貴的設(shè)備之一，其運(yùn)行的可靠性直接影響整個(gè)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?yàn)閱适Я丝煽康慕^緣能力，其主要因素是變壓器運(yùn)行中繞組發(fā)熱，變壓器內(nèi)部溫度升高導(dǎo)致絕緣老化。隨著生活與生產(chǎn)的發(fā)展，單臺(tái)變壓器容量的日益增加，對(duì)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(yùn)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(fù)載能力，且對(duì)變壓器的運(yùn)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(duì)延長(zhǎng)變壓器絕緣壽命具有重要的意義。
　　本文將微槽群復(fù)合相變（Micro-Grooves composite phase change，MGCP）冷卻技術(shù)應(yīng)用在變壓器散熱上。根據(jù)傳熱學(xué)和流體力學(xué)的原理，建立了基于MGCP冷卻技術(shù)的新型1000kVA三相變壓器有限元模型，深入研究了微槽群復(fù)合相變變壓器的繞組溫度場(chǎng)。主要工作如下：
　　分析了國(guó)內(nèi)外變壓器冷卻方式以及 MGCP冷卻技術(shù)的

3、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?jī)?nèi)容。針對(duì)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(chǎng)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(duì)研究對(duì)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(fù)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(jī)理及熱量傳遞過程展開了研究。
　　基于微槽群復(fù)合相

4、變的冷卻機(jī)理，建立了MGCP變壓器的溫度場(chǎng)模型，利用ANSYS進(jìn)行三維溫度場(chǎng)仿真。在建立 MGCP變壓器溫度場(chǎng)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)變壓器繞組分別做了額定工況、局部過熱和負(fù)荷波動(dòng)三種工況下的三維溫度場(chǎng)分析；并將 MGCP變壓器繞組的溫度場(chǎng)分布與普通干式變壓器進(jìn)行對(duì)比研究，分析比較了兩者額定工況下長(zhǎng)時(shí)間工作的溫度分布情況。結(jié)果表明采用微槽群復(fù)合相變冷卻技術(shù)進(jìn)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(shí)際運(yùn)行溫度，延長(zhǎng)變壓器的使用壽