帶交錯(cuò)油道餅式繞組變壓器溫度場的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，對變壓器的容量提出了更高的要求。傳統(tǒng)的繞組型式已經(jīng)不能滿足大容量變壓器的熱性能要求，因而提出了一種帶交錯(cuò)油道的繞組。該繞組是在傳統(tǒng)繞組的基礎(chǔ)上，沿軸向方向上，依次交替在各層線餅中間布置一個(gè)及兩個(gè)中間垂直油道，從而構(gòu)成油流的交錯(cuò)流動，大大改善了繞組的換熱性能。目前來講，國內(nèi)外對這一新型繞組的熱性能分析研究尚在起步階段，在此背景下，本文針對這一類型繞組的熱性能進(jìn)行了深入的研究。
　　繞組邊界油流分配主要集中在

2、內(nèi)外垂直油道內(nèi)，中間垂直油道及水平油道分配油流量很小，直接利用牛頓-拉普森迭代法不能保證求解方程的收斂；同時(shí)由于交錯(cuò)油道的存在，繞組各線餅的水平油流方向分布復(fù)雜，單次求解不能得到最終結(jié)果，只能采用非線性問題耦合思想進(jìn)行求解。本文在牛頓-拉普森迭代法的基礎(chǔ)上引進(jìn)了范數(shù)理論，擴(kuò)大了數(shù)值迭代的收斂域，并通過松弛因子調(diào)整油流分配過程中的修正項(xiàng)，最終得到繞組邊界油流分布。
　　本文分別針對普通導(dǎo)線、組合導(dǎo)線及換位導(dǎo)線進(jìn)行分析研究，采用不同的

3、離散方法進(jìn)行區(qū)域離散。根據(jù)求解得到的繞組邊界油流分布，建立繞組邊界流體水力模型。再運(yùn)用傳熱學(xué)及數(shù)值傳熱學(xué)的相關(guān)理論，得到繞組內(nèi)部導(dǎo)熱模型。最后耦合求解上述兩個(gè)模型，得出繞組溫度場分布，并開發(fā)了繞組溫度場分布的計(jì)算軟件。該軟件輸入界面簡單、美觀，便于工程技術(shù)人員操作和掌握。
　　為驗(yàn)證軟件計(jì)算的準(zhǔn)確性，本文利用CFD軟件建立帶交錯(cuò)油道餅式繞組換熱模型，進(jìn)行數(shù)值模擬。計(jì)算結(jié)果表明，自編軟件計(jì)算與數(shù)值模擬結(jié)果基本吻合，達(dá)到了二者相互驗(yàn)證