树脂浇注干式变压器内部温度场的二维仿真分析

根据传热学和流体力学的原理建立了树脂浇注干式变压器内部温度场及流体场的有限元模型,利用ANSYS软件的流固耦合功能对其进行了热分析.     

树脂浇注干式变压器温度场分布的计算分析

为更准确地掌握树脂浇注干式变压器的内部温度场分布,为变压器的绝缘寿命评估提供依据,在分析变压器产热散热机理及导热途径的基础上,依据干式变压器的实际对流传热和热辐射特性及温度场计算的流固耦合模型,在多物理场仿真软件COMSOL中实现了树脂浇注干式变压器温度场分布的建模计算,得到了干式变压器铁心和绕组的温度分布。同时将计算结果与干式变压器温升试验实测数据进行了对比,两者吻合较好,误差±5.5%,说明了计算结果的正确性。此外,计算结果表明:干式变压器绕组和铁心底部到顶部的温度分布呈现低—高—低走势,绕组热点位于低压绕组轴向约85%处,为变压器绝缘最薄弱点;绕组温度分布与负载大小关系有限,热点位置相对固定。     

环氧绝缘干式变压器线圈固化过程温度场仿真研究

为了防止生产过程中干式变压器树脂线圈的开裂、缩孔、白斑等问题,笔者研究了产生开裂等缺陷的形成内因,并根据于式变压器线圈材料性能随温度变化的特性,采用非线性分析建立了线圈浇注、固化、冷却过程瞬态温度场、热应力场三维有限元模型,并确定温度场中初始条件、边界条件,设计了一种有效模拟干式变压器浇注、固化、冷却过程中三维温度场和应力场分布的方法模拟其内部分布,从而改进干式变压器的工艺参数和性能并减少开裂等缺陷的产生。实验表明该仿真能够较好地再现线圈固化过程中的温度场和应力场分布。     

干式变压器绝缘树脂老化实验

介绍了干式变压器绝缘树脂的老化理论及热老化实验原理。参考标准进行了绝缘树脂老化试验,并进行了实验数据处理及结果分析。通过实验得到了绝缘树脂的热老化性能参数,如温度指数等,验证了绝缘树脂耐热等级的可靠性。     

非正弦激励下高频变压器的温度分布计算与分析北大核心CSCD

高频变压器是DC/DC变换器的重要电气元件,其内部温度过高会加速绝缘老化,准确预测高频变压器的温度分布有助于其散热设计。文中考虑温度对高频变压器材料电磁特性和空气热物理特性的影响,利用Infolytica有限元软件建立高频变压器的瞬态磁场—温度场双向耦合模型,通过仿真分析,得到高频变压器的磁密分布、损耗分布和温度分布。在此基础上,根据高频变压器的散热路径建立其等效热路模型,计算出稳态温度分布。通过比较分析可知分别使用有限元法和等效热路法得到的计算结果相吻合,验证了使用等效热路模型法计算高频变压器温度分布的可行性和精度。得出如下结论:热路模型的计算代价低,计算速度快,可应用于高频变压器结构的优化设计。磁场温度场耦合计算模型的计算精度高,但计算代价大,适合对设计结果的校核。     

多风道干式变压器内部温度场的数值模拟研究

建立了数学模型,得到了干式变压器内部的温度分布情况,分析了干式变压器内部温度场的分布及最热点位置。     

树脂浇注干式变压器温升分析与计算

为更准确地反映树脂浇注干式变压器的内部温度情况,根据变压器的损耗,对干式变压器的整体温升进行了计算。同时结合ANSYS软件,对干式变压器进行了温度场仿真计算,分析了干式变压器的铁芯和绕组的温度分布情况。对某供电局开闭所内站用的干式变压器建立了温度监测系统,获得其三相温度分别为62.19、63.92、62.57°C。通过比对实际数据、理论计算和仿真分析的结果,指出干式变压器运行中的最热点位置位于低压绕组距底部70%高度的位置,该处即为干变的薄弱环节,可作为对干式变压器进行定点监测的参考依据。     

温度分布不均匀对±500kV换流变压器二维非正弦稳态交直流复合电场的影响分析

为了分析温度分布不均匀对换流变压器非正弦稳态交直流复合电场的影响,该文采用一种单向耦合的方法,即首先建立±500k V换流变压器二维磁场仿真模型,计算得到铁心和绕组的损耗;其次,建立换流变压器二维流体-温度场仿真模型,并以磁场损耗为热源,利用流体仿真软件Fluent计算分析了热流耦合时的温度场分布;然后通过快速映射法把流体-温度场的温度结果映射到二维电场计算模型;最后通过标量电位的频域有限元方对比分析换流变压器在均匀温度假设和不均匀温度条件下的非正弦稳态交直流复合电场分析结果可为换流变压器的绝缘设计和故障分析提供指导。     

电磁热耦合模型在通风干式变压器中的运用

建立了通风干式变压器绕组温度场的二维电磁热耦合数学模型,并由此计算出变压器箔式绕组因非均匀涡流产生的温度分布,仿真结果与实验数据表明:基于二维电磁热耦合数学计算模型的分析方法是正确、合理、可靠的,为研究干式变压器的温度特性提供了方便。     

干式变压器绝缘树脂老化的试验分析

介绍了干式变压器绝缘树脂的老化理论及热老化试验原理,给出了树脂热老化试验方案和试验结果,并进行了分析.     

隔爆干式变压器温度场有限元分析

隔爆干式变压器是煤矿井下综合机械化采掘设备的配电电源装置,工作环境中存在着甲烷等易爆危险气体,为了避免变压器局部过热引起爆炸,必须保证其有良好的散热效果,因此隔爆干式变压器的温度场分析有很重要的意义。文中应用有限元软件Fluent分析了隔爆干式变压器的三维温度场与气流场,计算了高低压绕组、铁心以及箱体平均温升,将仿真结果与解析结果进行了对比,误差满足工程的需要。在此基础上建立了低压绕组二维温度场模型,分析了气道、负载系数对绕组平均温升和最热点温升的影响,对隔爆干式变压器的结构设计具有一定的指导意义。     

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.     

Analysis of Temperature Distribution in Cast-resin Dry-type Transformers

Non-flammable characteristic of dry-type cast- resin transformers make them suitable for residential and hospital usages. However, because of resin’s property, thermal behavior of these transformers is undesirable, so it is important to analyze their thermal behavior. Temperature distribution of cast-resin transformers is mathematically modeled in this paper. The solution of the model was carried out successfully by finite difference method. In order to validate the model, the simulation results were compared with the experimental data measured from an 800 kVA transformer. Finally, the influences of some construction parameters and environmental conditions on temperature distribution of cast-resin transformers were discussed.     

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.     

干式变压器箔式绕组损耗及温升数值计算与分析

本文中作者针对1000kVA干式电力变压器,建立了二维电磁计算仿真模型,并通过二维模型计算出箔式绕组额定工况下的电流密度分布,对低压箔式绕组的温度场进行了仿真计算与分析。     

基于Seebeck效应的配电变压器绕组材质无损鉴别装置及测试分析

基于配电变压器绕组回路Seebeck效应,研发绕组材质鉴别装置并进行测试分析。结合实际情况分析了干式变压器绕组回路Seebeck效应。根据实际回路温度分布及绕组材料特性,对铜、铝绕组回路的热电势进行理论计算,得出了绕组材质判断阈值。基于理论研究成果研发变压器绕组材质鉴别装置,对多台配电变压器进行测试分析。测试结果证明该绕组材质鉴别装置能有效鉴别铜、铝绕组材质。     

基于电压、电流不平衡度差值的干式变压器匝间短路故障识别方法

干式变压器绕组发生轻微匝间短路时,相电压、相电流等电气量变化甚微,不能作为表征匝间短路故障的敏感特征量,导致相应保护措施缺失,运行过程中设备烧毁事故时有发生。通过建立干式变压器“场-路”耦合仿真模型,利用实际试验和工程计算获取的状态参数,验证模型的准确性。通过建立和分析其绕组匝间短路故障数学模型,提取相电压、相电流不平衡度标幺值的差值,作为判断匝间短路故障的特征量。通过仿真分析不同工况下其绕组发生匝间短路故障时不同电气量的变化情况,论证了所提新故障特征量不仅能提前感知绕组匝间短路故障,而且能够克服固有的三相不对称及不平衡运行带来的影响,有效性、灵敏性兼顾,为实时监测干式变压器绕组匝间绝缘状态提供一种新方法。     

干式电力变压器高低压绕组间气道尺寸对绕组温升的影响

对干式电力变压器高低压绕组间气道尺寸和绕组热负荷对绕组温升影响进行了研究,并建立了平均准则方程式.     

基于修正热路模型的变压器顶层油温及绕组热点温度计算方法

提出基于修正热路模型方法进行变压器顶层油温及绕组热点温度计算的方法,对变压器的传热过程进行了研究,建立了热路模型。介绍了根据不同油温进行热路参数的调整并利用调整后的热路参数进行变压器顶层油温及热点温度的计算。采用文中计算方法与国家标准计算方法,对某220 kV变压器进行计算,将计算结果与变压器的温升试验数据进行比对,表明在考虑油流粘度变化的情况下,计算结果能够反映变压器热传递的暂态过程信息。