基于绕组热分布的改进油浸式变压器绕组热点温度计算模型

为准确计算变压器的绕组热点温度,给变压器的过载能力及绝缘寿命评估提供依据,在分析变压器绕组热分布热性及导热途径的基础上,提出了一种改进的基于底层油温的变压器热点温度等效计算模型。该模型通过明确定义热点温度的等效热源并考虑变压器油粘度及铜损的温度特性,得到了变压器热点温度等效计算模型的解。通过搭建变压器温升试验平台,采用光纤测温系统对变压器绕组的热点温度进行了测试分析。将实测数据与热路模型的计算结果及其它现有热路模型计算得到的温度曲线的对比分析结果表明,依据所提出的改进热点温度模型计算得到的变压器绕组热点温度曲线所对应的误差系数明显小于其它方法的计算结果,至少减小了40%,具有更高的预测精度。     

基于温度流体场耦合的油浸式变压器热点温度计算*

提出了一种10 kV油浸式变压器热点温度的三维温度流体场耦合分析方法,仿真中考虑变压器内部金属结构件对绕组热点温度的影响,利用变压器空载试验和负载试验确定变压器内部总损耗,基于有限体积法,对变压器温度流体场进行计算,进而获取变压器绕组热点温度.绕组热点温度计算结果与预埋光纤测温系统的变压器温升试验结果相吻合,最大误差不超过3℃,验证了该方法的有效性和准确性.     

基于流线分析的10kV油浸式变压器绕组热点温度反演模型建立及验证研究EI北大核心CSCD

准确获取运行变压器绕组热点温度一直是电力行业的难点问题之一。源自变压器绕组热源区域的热流是导致变压器外场域温度升高的直接推动力,该文基于变压器温度流体场耦合数值计算,分析变压器内部热流扩散规律,通过提取流经绕组热点区域与外壳散热区域的典型热流流线,选取变压器外部可测并与绕组热点温度具有强关联关系的特征测温点,并采用网格搜索法优化的支持向量回归机构建特征测温点温度与绕组热点温度间的多维非线性关系,进而建立变压器绕组热点温度反演检测模型。为拓宽反演模型的普适性,采用正交设计法构建反演模型所需的训练样本和测试样本,采用变压器多工况温升试验验证变压器温度流体场仿真结果的准确性,并验证绕组热点温度反演模型的准确性,绕组热点温度反演平均绝对误差为1.82%,最大温差小于3℃。     

光纤测温技术在核电主变压器的应用及建议

<正>变压器运行寿命很大程度取决于其绕组的热点温度。结合变压器光纤测温技术的原理,对几种变压器绕组温度测量方法进行了比较和优缺点分析,同时对光纤测温技术的实际应用情况进行了介绍,目前光纤测温技术已相对成熟,提出了光纤测温技术在核电主变压器上的应用建议。     

基于流体网络的电力变压器绕组温度预测

针对大容量油浸式电力变压器内部冷却结构复杂、温度难于准确预测的问题,根据油路结构特点和绕组冷却分析,建立了流体网络模型。该模型分割了冷却回路,局部采用计算流体力学(CFD)方法计算流场,分析了流体阻力和冷却特性,整体通过油流动状态耦合形成了流体网络,求解得到了全域温度分布。研究结果表明:该方法在保证计算精度的同时,大为减小了模型,节约了计算时间;以1台容量为240 MVA、电压等级为330 kV的油浸式电力变压器为例,采用该方法,最终得到绕组热点温度为77.59℃,位于高压绕组顶部,相对于底部油的温升为53.43 K,相对于空气的温升为57.59 K。热成像实验和绕组光纤测温实验证明:油路温升计算正确,高压绕组第2、10、50线饼的理论计算结果与光纤测温实验结果间的最大相对误差为3.57%,满足工程设计精度。该方法为其他结构的电力设备温度计算提供了依据。     

基于反传热模型的干式变压器绕组热点温度研究

干式变压器热点温度对于指导变压器的设计运行及评估变压器的寿命有重要的意义。目前获得变压器热点温度的方法有直接测量和数值计算两种方法．直接测量获得绕组热点温度是通过在设计阶段预埋入绕组内部热电偶或采用光纤温度传感器来实现的;数值计算大多是采用有限元或有限差分方法。本文建立了高低压绕组的反传热计算模型,采用高精度的红外传感器采集高压绕组外表面温度,并通过计算,获得了低压绕组的温度分布及绕组热点温度将计算结果与IEEE绕组热点温度计算模型对比误差都在一定范围内,这为干式变压器绕组热点温度的获得提供了一种新的思路。     

油浸式电力变压器绝缘寿命在线评估技术研究

针对ANSI/IEEEC57.91和IEC 354.9导则中推荐的绕组热点温度预测方法存在物理上难以解释和预测的绕组热点温度低于实测值的问题,研究了基于热平衡及热吸收原理的温升计算方法,建立了基于底层油温的热点温度预测模型。利用在绕组电磁线安装光纤光栅传感器的ONAN,10±5%/0.4 kV的配电变压器进行热点温度试验。试验结果表明,该方法在线预测变压器热点温度有效可行。最后在绕组热点温度计算的基础上,建立了绝缘寿命损失模型,实现变压器绝缘寿命在线预测,为油浸式变压器运维决策提供参考。     

基于反传热模型的干式变压器绕组热点温度计算

针对干式变压器绕组热点的问题,提出了一种将直接测量与间接计算相结合的绕组三维反传热模型,得到了变压器在额定负荷及0.8,1.2,1.3,1.5倍的额定负荷下的绕组最热点温度值。基于高精度的红外测温系统获得的高压绕组温度的分布及仿真运算初始化的低压绕组的温度分布,运用共轭梯度法不断修正低压绕组温度分布,使得通过正向数值求解高低压绕组传热方程所得的高压绕温度分布与实际测量所得的高压绕组温度分布之间的误差最小即为最优解,整理数据后得到整体绕组的最热点温度。将算例求解结果与IEEE干式变压器热点温度计算模型计算的结果进行对比,对比结果表明:三维反传热模型计算的结果与IEEE干式变压器热点温度计算模型的计算结果之间的误差不超过1.2%,从而证明了该计算模型可以准确的计算出干式变压器绕组热点温度。     

内置分布式光纤传感的35 kV油浸式变压器研制

为解决变压器内精确测温需求,利用分布式传感光纤对变压器内部绕组、铁芯等处进行了布设并可满足变压器内部绝缘要求。在此基础上,采用单模光纤与多模光纤平行绕制的方案,利用布里渊扫频分析实时监测光纤在绕制时应变变化量,成功研制了一台内置分布式传感光纤的35 kV油浸自冷式变压器样机并顺利通过出厂型式试验。在温升试验中测定了变压器内部温度分布并提出了对IEC标准模型的三段线性修正模型(高低压绕组热点分别出现在了绕组高度90%与80%位置处)以及热点温度计算的通用公式。该技术可为指导变压器精细化经济运行提供参考。     

基于荧光衰减原理的光纤绕组测温技术研究

随着变压器向超大容量、特高压、智能化发展,为保证变压器安全运行,利用光纤测温系统直接测量变压器绕组的热点温度逐渐成为测温方式重要发展方向。本文从测温原理、可靠性、适用范围和型式试验等多方面研究了基于荧光衰减原理(FOT)的光纤测温技术,为今后主变压器绕组直接测温技术的发展和应用提供参考。