大型自然油導(dǎo)向冷卻結(jié)構(gòu)變壓器非穩(wěn)態(tài)溫度場計算方法及變壓器壽命問題的研究.pdf

1、油浸式變壓器具有散熱好、損耗低、容量大、價格低等特點。目前電網(wǎng)上運行的電力變壓器大部分為油浸式變壓器。其中80％以上的油浸式變壓器采用自然油循環(huán)冷卻方式。 為了解決變壓器的“噪音擾民”問題和“油流帶電”問題，在大型變壓器上也開始采用自然油循環(huán)冷卻方式。采用自然油循環(huán)冷卻方式的直接后果是銅油溫差加大，變壓器的熱問題更加突出。 電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，它對電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性有重要的影響，而且其容量越大，熱問題越突

2、出。 本文建立了傳熱與流動數(shù)學(xué)模型，完成了大型自然油循環(huán)導(dǎo)向冷卻方式變壓器的油流分布和繞組非穩(wěn)態(tài)溫度場計算。為變壓器的設(shè)計和監(jiān)控提供可靠的參數(shù)依據(jù)，進而為改善變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計提供幫助。其中，把油流分布簡化為一維管網(wǎng)流動，并采用牛頓——拉普森法對其進行求解。根據(jù)變壓器的特點，溫度場的控制方程采用二維圓柱坐標(biāo)下的導(dǎo)熱微分方程。 本文對變壓器頂層油溫升的計算根據(jù)最新提出的油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則，考慮了穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)溫升。采用了最新

3、規(guī)定的油指數(shù)、繞阻指數(shù)等值，使計算更加準(zhǔn)確。 本文編寫了計算大型自然油循環(huán)導(dǎo)向冷卻方式變壓器溫度場和變壓器的壽命及負(fù)載計算的綜合軟件。適用于大型自然油循環(huán)導(dǎo)向冷卻結(jié)構(gòu)的變壓器。對于導(dǎo)向區(qū)間個數(shù)，每區(qū)中油道個數(shù)，線餅和油道的幾何尺寸沒有特別的限制，可任意變化。本計算方法是針對每一柱線圈進行計算的，對變壓器具有幾柱線圈沒有要求。對給定的負(fù)載周期圖，計算熱點溫度和相對老化值。正常周期負(fù)載和急救周期負(fù)載時，給定時間段和初始連續(xù)負(fù)載，可計