油浸式变压器用风冷却器换热特性数值模拟

应用Fluent软件模拟了油浸式变压器用风冷却器换热特性,根据风冷却器实际数据建立了简化模型,计算得到了冷却器内部绝缘油的速度和温度分布情况。     

配电变压器中植物绝缘油直接替换矿物绝缘油温度场仿真计算及现场温升试验分析

为研究10 kV配电变压器中,在不改变原矿物绝缘油变压器结构设计和制造工艺条件下,直接用植物绝缘油替换矿物绝缘油后,对变压器温升特性影响。特制造两台结构设计和加工工艺完全相同的S11-M-315 kVA/10 kV配电变压器,分别填充克拉玛依25号矿物绝缘油和FR3植物绝缘油,通过Ansys CFX仿真软件对两台配电变压器进行油流和温度的模拟仿真,得到两台变压器在模拟温升实验中的差异,并通过对两台变压器实际现场温升试验,分析比对植物绝缘油直接替换矿物绝缘油后对变压器温升性能的实际影响,并通过植物绝缘油的理化性能对实验数据进行分析。研究表明,对于10 kV配电变压器,在不改变原矿物绝缘油变压器设计结构与制造工艺条件下,用FR3植物绝缘油直接替换25号矿物绝缘油,植物绝缘油变压器整体温升均比矿物绝缘油变压器高约3～6 K,但仍满足GB 1094.2—2013《电力变压器第2部分:液浸式变压器的温升》标准对温升限值要求;在同等温升条件下,植物绝缘油在变压器中的油流速度明显比矿物绝缘油慢,在本事例中仅为矿物绝油流速的1/2,这是导致其温升偏高的原因。在变压器油流速度和温度热点分布方面,植物绝缘油变压器与矿物绝缘油具有相同趋势,两台变压器温度最高点均集中在中间绕组的上部,且位于外侧的高压绕组比位于内侧的低压绕组温度高;两台变压器油流速度最大值均出现在上部绕组之间。现场温升试验和模拟仿真均相互验证了以上结论。最后,根据研究结论,分别提出降低植物绝缘油配电变压器温升和提高温升限值的方法。     

油浸式变压器高压绕组内温度场和流场的数值研究

针对ODFS-33400/500型油浸式变压器高压绕组,建立了三维计算模型,并对其进行了内部流场和温度场的数值模拟研究,得到了该变压器高压绕组内部的温度分布和流动形态。     

油浸式变压器绝缘油热特性的仿真分析

通过建立油浸式变压器二维等效模型,采用有限元法求解变压器流体-温度场,对比分析了植物绝缘油和矿物绝缘油对变压器热点温度及绕组温度分布的影响,分析了不同入口油速、不同变压器绝缘油对变压器热点温度的影响。结果表明:在同等入口油速下,植物绝缘油的散热特性优于矿物绝缘油,说明采用植物绝缘油代替矿物绝缘油应用于变压器中是可行的。     

基于Fluent的植物绝缘油配电变压器温度场有限元仿真分析

为研究FR3植物绝缘油配电变压器运行时的温度场分布,应用热工学和流体力学原理分析了配电变压器内部热传导及散热机制,并且基于ANSYS的Fluent模块建立了该配电变压器温度场的仿真分析三维模型。采用有限元法求解该模型的流体–温度场,得到配电变压器的整体温度分布趋势及最热点温升。基于该模型分析对比了FR3植物油与普通矿物油对变压器热点温度及绕组温升的影响,结果表明:虽然植物油黏度大,散热性不如矿物油,但也能满足实际工程中配电变压器温升限值要求,因其燃点高、易降解的优点,未来在变压器领域可能会替代矿物油。     

基于热点温度模型的高过载配电变压器绝缘油安全性能研究

基于《农网高过载能力配电变压器技术导则》,对不同过载倍率情况下油浸式变压器的热点温度进行了计算,并对比了传统矿物绝缘油和其他高温绝缘油在高过载变压器中使用的安全性能。结果表明:传统的矿物绝缘油不能满足高过载配电变压器的安全要求,综合考虑安全性、环保性等,高过载配电变压器中推荐选用耐热性能更优越的植物绝缘油。     

基于多尺度多物理场的油浸式变压器流动-传热数值研究

为改善油浸式变压器的性能,探索变压器内部温度场-流场的工作特性,该文提出基于涡流-温度-流场多物理场耦合方法,建立油浸式变压器内部流动-传热计算模型。该模型采用有限元差分法(FDM)计算变压器内涡流场;采用格子玻耳兹曼方法(LBM)计算变压器内温度-流场。该计算方法在宏观上以开尔文为单位通过传热学第一类边界条件实现了固-液边界传热;在介观上以无量纲的格子玻耳兹曼方法中分子分布函数为单位对变压器内铁心绕组固体域与绝缘油流体域进行温度传递与油流流动的计算,完成基于宏观-介观单位尺度变化的流-固温度耦合传热计算。在此基础上分析油浸式变压器内部温度场与流场的工作特性。为验证计算模型的有效性,该文设计变压器流动-传热模拟实验平台,进行正常工作状况下变压器模型的流动-传热实验。实验结果表明,该计算方法由于格子玻耳兹曼算法迭代前期需要扩散格子密度覆盖计算区域,计算迭代前期温升状况不明显,无法有效地拟合油浸式变压器内部温度场与流场工作特性;在计算方法迭代一定次数后,计算误差在5%以内,能有效地拟合变压器工作特性。该算法模型对开展预防油浸式变压器内部故障工作,减少油浸式变压器内部过热事故有着一定的工程意义。     

基于解析-数值技术的变压器绕组温度分布计算

油浸式电力变压器的热特性作为变压器设计制造与运行过程屮的重要参量,是衡量变压器在日常负载以及过负载条件下运行寿命的一个重要指标。为此,提出了一种解析技术与数值分析相结合的热模型计算变压器绕组温度分布,计算中所需的变山器内部热源分布以及边界条件由解析逼近定出。将该模型应用于100kVA/5kV温升用油浸式变压器的各种负载情况,并将计算结果与实验室温升试验的结果进行了对比,结果表明:该模型的最大误差为4.5℃,相对误差小于8.7%,能用于实时计算运行变压器的绕组温度分布。同时应用该模型可为运行变压器的热点定位研究提供新的思路。     

三元混合绝缘油变压器过载能力分析

针对一种新型三元混合绝缘油，研制出具有高过载能力的混合绝缘油变压器。在对混合绝缘油和矿物绝缘油配电变压器的耐热等级和温升限值进行分析的基础上，结合样机的相关计算与试验检测，对不同过载能力的绝缘油配电变压器温升进行对比，给出了混合绝缘油配电变压器的结构优化建议，并进行了成本对比。结果表明：采用耐高温的新型三元混合绝缘油以及DPE绝缘纸或Nomex T910绝缘纸组成的混合绝缘系统，可将油浸式配电变压器的过载能力由1.5倍提升至1.75倍，相应成本增加不到8%，具有很强的实用性和经济性。     

强迫油循环冷却变压器内部温度场数值模拟

利用商用CFD软件FLUENT,针对一台强迫油循环冷却的油浸式变压器内部温度分布与热点温升进行了数值模拟,重点研究分析了不同进出口位置、进口速度和内置导向结构对冷却效果的影响。研究结果表明,变压器冷却油进出口位置的设置对油的流动影响很大,合理的进出口位置有助于减少油的使用量,提高冷却效果。对于给定的变压器模型,存在最佳的进口速度,以及相应的变压器所需冷却油流量。强迫导向油循环冷却方式可强迫油在绕组中迂回导向,提高冷却效果。挡板个数与设置位置对冷却效果影响明显,在实际设计中需要合理设置挡板数和挡板位置。     

智能配电网关键技术及工程实践

结合苏州智能配电网系统工程建设实践,在分析配电网基础建设的基础上,对智能配电网系统工程建设过程中实现的关键技术进行了重点分析,并结合苏州配网特点,总结归纳了智能配电网建设中主站系统、通信系统、配电终端等环节的技术特色,特别是根据自身的建设实践,阐述了在系统架构、图模管理、馈线自动化等配电自动化核心内容建设过程中的经验。     

智能配电领域2013年度关键技术进展

智能配电在智能电网的发展中起到承上启下的作用,对2013年度国内外配电自动化、主动配电网的技术进展进行了评述,2013年国家电网公司在配电自动化的试点规模进一步扩大,并逐步向常态化建设和运维方向发展;南方电网公司在主动配电网技术研究取得进展,并在稳步推进示范工程建设。对国家能源智能电网(上海)研发中心在智能配电网领域2013年度的技术进展进行了评述。     

对我国配电网建设及其关键技术的思考

回顾近30年来我国配电网建设的情况,指出在考虑配电网的建设模式时要注意到我国幅员辽阔、配电网区域性差别较大的特点,将智能配电网建设视为一项长期艰巨复杂的任务,根据需求演变和技术发展水平,制定系统性、有计划、有步骤的实施方案。此外,分析了我国当前配电网建设所面临的困难以及未来影响可能较大的部分关键技术。     

智能配电网建设中的继电保护问题 讲座一 配电网继电保护的特点与发展趋势

介绍了配电网故障的特点,重点分析配电网故障给用户造成的损失;针对配电网继电保护的现状,提出了对存在的主要问题的看法;简述了配电网继电保护的发展趋势。     

浅议配电自动化系统的设计思想

讨论了配电自动化系统的整体结构及各个层次的设计思想 ,力求系统具有合理性、先进性、可靠性 ,以适应配电自动化建设分期投入、分步实施的要求。     

配电变压器容量对配电网投资费用的影响

介绍了住宅小区配电网建设投资费用的组成及量化分析方法,通过算例分析了配电变压器容量对小区配电网建设投资成本影响的规律。结合某住宅小区配电网的规划,计算了优先选用的配电变压器容量值。     

风电功率预测误差分段指数分布模型

风电预测存在较大误差,对于风电场和电网调度人员而言,预测的不确定性信息比单纯的功率预测值更有指导意义。基于对中小规模风电场短期和超短期功率预测误差分析,提出风电功率预测误差分段指数分布模型,并进行分段指数分布概率密度函数及概率分布函数推导,采用非线性最小二乘法进行参数估计。实例分析中,通过模型精度指标和曲线拟合效果对比了分段指数分布模型与传统误差分布模型,论证了分段指数误差分布模型较传统模型在精度、灵活性方面的优势。     

配电自动化系统中配电终端配置数量规划

为了帮助配电自动化系统的规划设计,从投入产出角度对配电终端的最佳配置数量进行了研究;从供电可靠性的角度,对全部采用"三遥"配电终端、全部采用"二遥"配电终端、混合采用"三遥"配电终端和"二遥"配电终端、适当引入分界开关等情形下所需要的各类终端的数量配置进行了研究。研究结果表明:每条馈线配置1台配电终端的投入产出比最高,为满足供电可靠性要求,每条馈线所需配置"三遥"、"二遥"配电终端和分界开关的数量取决于要求达到的供电可靠性指标、人工故障区域隔离时间、故障修复时间和故障率。文中给出了一个含220条馈线的配电自动化系统规划实例,对所述方法的应用进行了详细的说明。     

面向供电可靠性的配电自动化系统规划研究

为了更好地帮助配电自动化系统规划设计,依据对供电可靠性要求的不同将供电区域划分为六类。从配电自动化主站、终端、通信和继电保护几个方面对配电自动化实现技术进行了梳理和归类。提出了依据城市规模选择配电自动化主站类别、依据区域类别配置配电终端、通信和继电保护的配电自动化系统差异化设计原则。结合全国城市供电可靠性统计数据,对各类区域的差异化规划原则的可行性与合理性进行了分析和论证。给出了一个具有590条馈线的中型城市配电自动化系统的规划实例,对所提出方法的应用进行了详细的说明。     

武汉水果湖区域配电自动化一次系统的建设

文章介绍了武汉供电公司配电自动化水果湖试点区域的概况,分析了该区域配电一次网架和设备的现状及存在的问题,提出配电一次网架和设备建设目标,指出建设配电自动化一次系统涉及的改造项目.