牵引负荷对变压器绝缘老化和寿命损失的影响

在分析牵引负荷特点和变压器绝缘老化机理的基础上,提出了绕组热点温升与牵引变压器绝缘寿命损失之间的关系式。仿真研究了经典牵引负荷下的绕组热点温升,计算了绕组热点温升引起的绝缘寿命损失;依据仿真结果建立了牵引变压器受冲击负荷影响的模拟实验系统,通过监测、分析冲击负荷和等值负荷2种情况下油中溶解CO和CO2含量的变化情况,得到了热冲击对绝缘老化的影响关系。研究结果表明牵引冲击性负荷对变压器绝缘寿命损失影响很大,不容忽视。     

牵引负荷对变压器绝缘老化和寿命损失的影响

在分析牵引负荷特点和变压器绝缘老化机理的基础上，提出了绕组热点温升与牵引变压器绝缘寿命损失之间的关系式。仿真研究了经典牵引负荷下的绕组热点温升，计算了绕组热点温升引起的绝缘寿命损失；依据仿真结果建立了牵引变压器受冲击负荷影响的模拟实验系统，通过监测、分析冲击负荷和等值负荷2种情况下油中溶解CO和CO₂含量的变化情况，得到了热冲击对绝缘老化的影响关系。研究结果表明牵引冲击性负荷对变压器绝缘寿命损失影响很大，不容忽视。     

SF_6气体绝缘变压器三维温度场的数值分析

本文详细推导了变压器内三维温度场的数学模型。用该模型对一台SF_6气体绝缘原型变压器进行了温度分布计算。计算结果和实测值吻合较好。用这个数学模型对影响最热点温升与平均温升之比的各种参数进行了计算。结果发现,绕组高度是影响绕组最热点温升与平均温升之比的最重要参数,而层间绝缘厚度,两冷却气道之间的层数只有很小影响。在设计SF_6气体绝缘变压器时必须充分考虑这一点。     

基于Nomex混合绝缘系统的长寿命油浸式变压器

为提高油浸式变压器的使用寿命,在分析油浸式变压器寿命主要决定因素及绕组温度分布的基础上,综合考虑性价比,提出采用纤维素绝缘纸和Nomex绝缘纸混合绝缘系统的方法。首先,基于绝缘老化率理论计算及绕组温度场软件计算,得到了2种绝缘纸的温度分界值及最佳使用比例。其次,为验证混合绝缘系统可行性,对其进行了热老化试验,绝缘纸表面扫描电镜表明:老化后纤维素绝缘纸纤维断裂、细胞壁逐渐破裂,机械性能下降,而Nomex绝缘纸纤维没有断裂现象,机械性能保持良好。最后,制造了混合绝缘系统长寿命油浸式变压器样机,样机温升试验光纤测温结果表明2种绝缘纸分界位置温度低于预设的温度分界值。理论分析及试验结果表明采用Nomex绝缘纸的混合绝缘系统可将油浸式变压器寿命提高约50%。     

自冷式气体绝缘变压器温升分布的计算方法

宋文根据传热学基本原理提出了一套关于自冷式气体绝缘变压器温升分布计算的数学模型，并得到温升实验结果的实际验证，计算误差在±3C以内。此数学模型可求得沿变压器统组纵向的温升分布和绕组的平均温升，为开发研究气体绝缘变压器和优化变压器的散热结构提供了可靠的依据。     

GB1094.2—2013与GB1094.2—1996标准差异比较

介绍了GB 1094.2—2013和GB 1094.2—1996新旧标准的差异,与旧标准相比,新标准的适用范围只限于液浸式变压器。阐述了液浸式变压器的温升试验,并就新旧标准在术语、绕组平均温升、温升试验方法和附录等方面的差异进行了分析,以供相关技术人员参考。     

绕包干式变压器最热点温升及绝缘老化的探讨

叙述了计算绕包干式变压器绕组温升分布和确定绕组最热点温升的方法,并对其绝缘热老化的机理和老化速度进行了探讨。     

变压器绕组温升外推法的数学方法研究

本文中作者详细介绍了GB 1094.2-2013液浸式变压器温升试验绕组外推法计算电源切断瞬间的绕组温度的数学方法推导过程,并根据其计算原理提出了一种通过软件计算相关参数的方法和变压器绕组温度测量值的修正建议。     

硅橡胶浇注式变压器绝缘系统设计与分析

将硅橡胶材料应用于干式配电变压器的绕组绝缘材料,在消除噪声振动、降低绕组局部放电量和降低损耗等方面均有优异的表现。但由于硅橡胶材料的电气性能和机械性能与常用的环氧树脂绕组绝缘材料有较大差异,对于硅橡胶浇注干式变压器的冲击耐受能力需进行严格的考核。本文讨论了该变压器绝缘系统设计以及通过ElecNet建立了该变压器二维轴对称有限元模型,对绝缘系统的绝缘材料、绝缘设计、结构尺寸、距离变化进行可行性分析,还依据所设计的绝缘系统中电场进行仿真计算,校核变压器中绝缘裕度和关键性能是否满足要求,并对研制的硅橡胶浇注式变压器开展型式试验验证该绝缘系统的有效性。     

耐高温绝缘结构液浸式变压器的特性

耐高温绝缘结构液浸式变压器是指绝缘件采用高温固体绝缘材料．高燃点液作为绝缘．冷却介质的液浸式变压器。本所述的耐高温绝缘结构液浸式变压器是采用美国杜邦公司生产的NOMEX缘材料与美国DSI公司生产的Beta液设计制造的一种新型变压器．该变压器超铭牌运行能力与高温负荷能力强．另外还具有难燃．体积小．噪声低、寿命长等特点。     

高功率密度变压器绝缘系统分析

油浸式电力变压器采用混合绝缘系统，它是在变压器的热绕组区域中采用芳族聚酰胺绝缘，并在线圈外部较冷的区域采用了标准牛皮纸绝缘，这样可以在提高磁通密度的同时提高电流密度。章讨论了这些设计方式对绝缘系统包括固体绝缘和绝缘液体的影响，并且对绕组和油道进行了热分析。这种技术不仅提供较高的功率密度，而且还提高了整个绝缘系统包括液体绝缘的质量和寿命。另外，还评论了这种技术的应用实例，包括修理和更新老化或发生事故的变电站电力变压器。     

计算Scott牵引变压器内部温升的热路模型法

牵引变压器的绝缘寿命很大程度上取决于绕组热点温度,研究其内部温升具有重要意义。为此,针对Scott牵引变压器特殊的绕组连接、铁心结构和电气特性,利用热传输原理分析了其内部热量的产生和传输过程;参考电路原理建立了Scott牵引变压器内部热路模型;参照基尔霍夫定理推导了温升的计算式,从而建立了Scott牵引变压器的热路温升计算模型和简化的热路温升计算模型;采用两种热路温升计算模型和IEC温升计算法仿真了同一负荷下的Scott牵引变压器,仿真结果说明了模型的有效性。     

油浸式电力变压器饼式绕组温升的影响因素分析

对油浸式电力变压器饼式绕组的油流流速及温度分布特征进行了研究,同时分析了水平油道宽度等参数对油道油流流速及绕组温升的影响。以1台容量为321.1 MV·A的油浸式换流变压器网侧绕组结构为原型,建立了绕组温升的物理计算模型。结合变压器设计原理设置不同的油道参数,计算了绕组油道油流流速以及温度的分布情况,分析了入口油流速度、水平油道宽度、饼式绕组分区数量以及导线匝间绝缘厚度等参数对油道油流流速及绕组温升的影响。结果表明:饼式绕组热点位置位于最后一个分区中心线饼附近;不同的入口油流流速、水平油道宽度及饼式绕组分区数将影响水平油道中的油流速度分布,进一步影响绕组的温度分布及热点温升;导线匝间绝缘厚度对油流速度分布没有影响,但对绕组的温升有一定的影响。     

基于参数热等效的10 kV变压器温度流体场三维仿真计算

变压器温度流体场三维仿真是准确计算变压器绕组热点温度的重要方法,然而变压器绕组结构复杂,精确考虑绕组导线和绝缘结构的三维模型建模和网格剖分困难,同时计算效率低,难以满足实际工程需求.提出了一种配电变压器绕组结构的热等效简化分析方法,采用热导率各向异性、比热容等效的块状导体来等效实际的绕组结构.应用所提方法对一台S13-M-200 kV·A/10 kV型油浸式变压器三维温度流体场进行了计算.基于短路法的变压器温升试验结果表明:热等效参数方法大幅减少了变压器三维网格剖分数量,同时温度场计算结果能有效反映绕组轴向温度分布,热点温度仿真值与温升试验值温差相对误差不超过4％,验证了所提方法的有效性与准确性.     

六氟化硫变压器导向型气道的热流耦合场分析及设计

采用传热学和流体动力学原理建立了六氟化硫变压器绕组导向冷却结构的热流耦合场有限元模型,计算了气体流场和绕组温升的分布,对不同气道结构的气流分布和对降低绕组温升的效果进行了比较,提出了六氟化硫变压器绕组导向型气道的设计方法。研究表明,导向型气道可以改善绕组中气流分布,减小气流死区的范围。     

超高压电力变压器绝缘计算

本文对SFP400000/500超高压电力变压器的绝缘进行了仿真计算.对主绝缘电场的计算应用有限元法,计算时将主绝缘电场场域划分为三个子区域,得出了各区域中的电位分布和电场强度分布,并计算了相关的绝缘裕度,找出了绝缘的薄弱环节.对纵绝缘电场,建立了绕组在雷电过电压下的电路模型,分别计算了高、低压绕组在全波和截波作用下的电位分布和梯度分布,确定了梯度最大的油道,并计算了相应油道在的全波和截波下的绝缘裕度,为变压器绝缘设计和改进提供了理论上的参考依据.     

Temperature distribution in foil winding for ventilated dry-type power transformers

Predicting temperatures of transformers is important in order to prevent the deterioration of electrical insulation since the life of the transformers corresponds with that of the insulation. Reports of thermal behavior of ventilated dry-type transformers are rare in the literature. In particular, foil winding has received little attention despite their wide usage in practice. In this study, a thermal model for foil winding was proposed and temperature distributions were determined by the finite element method (FEM). In order to cope with the non-uniformity of the heat fluxes in the foil winding due to induced currents, different convection coefficients and varying air temperature along the vertical height of the foil winding were suggested and applied to the thermal model. The thermal model was solved by coupling it with the electromagnetic model to calculate the non-uniform power losses. The model was applied to a ventilated dry-type power transformer rated at 2000 kVA. Experimental temperatures were measured with thermocouples, and used to verify the finite element results. They showed reasonable agreement and will provide a useful tool for transformer engineers.     

关于电力变压器油纸绝缘用耐受电压法代替击穿法的研究

阐述了电力变压器油纸绝缘用耐受电压法代替击穿法的机理，并用变压器绕组油道绝缘模型的雷电冲击全波试验加以验证。     

Thermal Analysis of Power Transformer Using an Improved Dynamic Thermal Equivalent Circuit Model

Abstract

—To insure the health of power transformers insulation, its heat distribution in different operating conditions must be determined. In extended thermal equivalent circuits (TECs), less attention has been paid to losses and temperature distribution of different parts such as core, tank and metallic regions of transformer. Most previous works, hot-spot temperature of winding and top-oil were considered by available no-load and on-load losses of transformer. This paper extends the TEC to be able to evaluate fully the different operating conditions of transformer. Estimation of losses of different elements of transformer as heat generating source and thermal parameters of transformer are introduced as two major challenges of the proposed model. At this end, an appropriate three-dimensional finite element method is used to estimate the losses of different components of power transformer. In addition, to identify the transformer thermal parameters, a genetic algorithm is used by searching in chosen measurements. Finally, the results obtained by the TEC are compared with IEEE-Annex G method and measured temperature and high accuracy of the proposed model in temperature estimation in different parts of transformer are shown.