基于流体-温度场耦合的油浸式变压器温升特性仿真分析

针对变压器铁芯、绕组等因电磁损耗可能产生过高热量导致绝缘老化而影响使用寿命的问题,建立了基于流体-温度场耦合的油浸式变压器二维轴对称模型,对变压器油流速度及油流通道入口宽度对其温升特性的影响进行了仿真分析。结果表明,当油流速度从0.05 m/s增加到0.20 m/s时,铁芯最高温度降低11.62 K,高压绕组则降低9.26 K,低压绕组变化不明显;当入口宽度从30 mm增加到100 mm时,铁芯最高温度降低14.27 K,低压绕组和高压绕组则分别降低6.87 K和16.06 K。进一步分析后发现,增大入口宽度可加快变压器油在循环散热时流经其部件时的速度,从而提高散热效率。     

油浸式变压器内部温度的热-流场耦合仿真与特性分析

绕组热点温升是评估油浸式变压器运行状态及剩余寿命的关键指标。以110 kV油浸自冷式变压器为研究对象，搭建包含散热器等效几何结构的二维闭环全尺寸热-流场仿真模型，模型预测温度与温升试验结果误差小于5℃，准确性较高。仿真结果显示绕组水平油道内存在油流静止段，为改善此区域的油流循环，分析了水平油道宽度和挡油板数量对油流速和绕组温升的影响规律。研究结果表明：加宽水平油道可降低绕组平均温度和热点温度；安装挡油板可显著提升水平油道油流速，降低绕组平均温升；所设置条件下，安装5个挡油板为综合散热性能最优方案。     

大型油浸式风冷变压器绕组温度场及流场分析

阐述了油浸式风冷变压器绕组的热源和冷却结构,采用热-流耦合方法建立了温度场和绝缘油流场的有限元模型,通过fluent软件对1台180 MVA油浸风冷变压器进行计算,得到了绕组稳态温度分布及油流分布,并分析了挡油板位置及数量对绕组温度场及油流分布的影响.计算结果表明,在绕组辐向加油道和加挡油板均会起到较好的散热效果,在端部设置较少的挡油板会比沿绕组轴向均匀设置挡油板散热效果好.     

大型变压器中间开垂直油道的饼式绕组非导向时油道内油流分布的数值模拟研究

本文中建立了油浸式变压器饼武绕组非导向结构的模型,对模型进行了计算机模拟,给出了模拟结果.根据模拟结果,确定了非导向饼式绕组油道内油流分布的规律.     

大型油浸式变压器绕组温度场的有限元分析

大型油浸式电力变压器负载损耗较高,且绕组及油道结构复杂,为更好地掌握大型油浸式电力变压器绕组温度场分布特性,文中针对220 kV大型油浸式电力变压器,在分析变压器损耗与传热的基础上,建立了变压器流体力学-温度场耦合的仿真模型,基于有限元分析求得变压器内部温度—流体场,研究结果表明:由于绕组内部起导油作用的油道隔板的影响,温度沿绕组轴向高度呈周期性上升趋势;绕组局部温度分布不均衡,对绕组油道结构进行优化设计可改善绕组温度分布的局部不均衡性,降低绕组热点温度。     

油浸式变压器绕组油流及温升影响因素分析

本文以油浸式电力变压器为研究对象,采用有限元体积法对油浸式变压器内绕组油流分布及温升进行了计算及模拟.     

油浸式变压器绕组热点温度的计算与影响因素的研究

利用计算软件Fluent得到了变压器绕组温度分布和热点位置,并研究了导向区数、油流方向、水平油道尺寸以及垂直油道宽度对绕组热点温度的影响。     

油浸式立体卷铁心变压器温度场仿真分析

采用有限体积法对油浸式立体卷铁心变压器三维温度场进行了计算分析,研究了不同负载情况下变压器内部温度及油流速度分布特性,分析了不同油道结构设计对变压器散热效果的影响。     

电力变压器设计与计算(37)

正6.5.5变压器绕组纵绝缘的电气强度变压器绕组纵绝缘对于层式绕组而言,主要指层间绝缘和匝绝缘;对饼式绕组主要指油道绝缘和匝绝缘。尽管层间、油道和匝间是由变压器油、纸板和电缆纸构成,但由于处在不同特定情况,所以其纵绝缘的电气强度尽管与构成纵绝缘材料本身电气强度有关,但主要还是取决于纵绝缘本身的电气强度。层间、匝间及油道的绝缘强度是变压器纵绝缘结构设计的基础,然而要得到这方面的数据,需要进行大量基础性试验研究,要找出一定工艺条件下,在不同类型的电压作用下,层间、匝间及油道允许场强     

220kV变压器绕组匝绝缘与油道的配合应用

介绍了220kV变压器绕组通过匝绝缘与油道的配合来降低绕组的匝绝缘尺寸,分析了梯度电压与匝绝缘和油道尺寸的关系曲线,计算了线饼间的复合电场分布情况。     

油浸式电力变压器绕组温度场的二维仿真分析

介绍了用于计算油浸式电力变压器绕组温升的FLUENT模型,对其模拟方案进行了分析,并对油浸式电力变压器绕组的温度场分布及热点温度进行了研究.     

谐波对油浸式变压器顶层油温和绕组热点温度影响的研究

研究了谐波对油浸式变压器顶层油温和绕组热点温度的影响。     

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。     

基于有限体积法的分体式冷却变压器热学三维仿真技术

变压器分体式冷却系统与常规冷却方式的散热器安装位置与安装方式均差别较大。由于分体式冷却系统的特殊性,在进行仿真模型研究时参数制定和模型搭建较复杂,目前对其进行热学仿真的研究较少,且仿真准确性难以验证,需要开展更加深入的仿真研究和试验比对工作。对改造的10 k V油浸式变压器进行分体式冷却方式下的模拟试验,基于模拟试验变压器及分体式冷却器的设置建立了变压器分体式冷却系统的三维流-固-热耦合仿真计算模型,采用有限体积法求解出变压器及分体式冷却器的温度场分布,得到分体式冷却器在不同布置方式下的绕组热点温度。将仿真计算结果与试验数据、IEEE导则计算结果进行比对,结果显示,仿真得到的绕组热点温升、顶层油温升的误差比IEEE导则计算结果的误差分别减小了16.6、15.15 K,验证了该仿真模型的准确性和工程实用性。分析显示,试验模型散热器中心高度增加2 m,热点温度降低了7.9 K;散热器与变压器水平距离缩短3.5 m,热点温度上升了4.1 K,从而获得了分体式冷却布置方式对变压器热点温度变化趋势的影响。     

ITER PPEN项目变压器绕组热点温升分析和研究

利用安德森计算方法对PPEN主变压器绕组热点温升进行了分析和研究,分析了影响变压器顶层油温升和铜油温差关键参数。通过变压器绕组温度场仿真软件验证了该方法的可行性和合理性。     

油浸式电力变压器动态热路改进模型

油浸式电力变压器绕组的热点温度是指导变压器负载运行方式和影响变压器绝缘寿命的重要参数,准确计算绕组热点温度具有重要意义。在分析运行变压器散热过程的基础上,考虑油箱外壁与周围环境的热量传递,利用传热学原理和热电类比方法,定义非线性热阻和集总热容,并考虑油粘度随温度的变化,建立电力变压器动态等效热路的改进计算模型。将模型的计算结果与实验室自然油循环自然空气(oilnatural-air natural,ONAN)冷却方式下100 kVA/5 kV油浸式温升试验变压器实测数据和IEEE Std C57.91推荐方法计算值进行对比,比较结果表明:通过改进模型计算的变压器顶层油温和绕组热点温度具有较高的精度。     

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.     

基于神经网络算法的变压器油温诊断

油浸式变压器顶层油温是变压器热点温度的重要指标,直接影响变压器运行寿命和负载能力。针对油浸式风冷变压器上层油温过高对变压器安全运行的影响问题,研究了影响主变油温的相关变量,建立了神经网络算法的变压器油温异常诊断模型;利用一次南通海安变风机没有启动引起的油温异常状态和主变油温正常状态下的两组监测数据完成了模型的验证;通过预测值和实测值的比对分析,诊断出变压器油温异常。结果表明,建立的诊断模型,能够诊断主变油温异常,很好地完成对主变上层油温的预测。     

Evaluation of Transformer Loading A bove Nameplate Rating

The paper presents the evaluation of transformer overload capabilities based on variables that affect the functional life of the power and distribution transformers. The combined effect of thermal overloads, mechanical stresses due to transient overvoltage, and other parameters relating to components other than windings must be taken into account. The basic criterion, which limits the transformer load capabilities, is the temperature of the winding and insulation. Several studies to measure the quantitative loss of transformer life due to the effect of thermal aging have been carried out since 1930. Loading beyond nameplate rating and cumulative loss of transformer functional life have been the basic considerations in the well practiced IEC 354, 1981 ANSI C57.91, and NEMA Guides for loading oil-immersed power and distribution transformers with 65 C average winding temperature rise.