矿用干式变压器内部温度场的仿真研究

为了解决矿用干式变压器由于工作环境恶劣引起的损坏等问题,通过Fluent仿真软件结合干式变压器的固流耦合控制方程对干式变压器内部温度场进行了一定的分析,给出了干式变压器内部温度场云图及铁芯、低压绕组和高压绕组的轴向温度分布曲线,为延长矿用变压器的使用寿命提供理论参考。     

局部热源对电力变压器内部温度分布的影响分析（英文）

油浸式电力变压器是电力系统的主要电气设备,其运行可靠性对电力系统的安全运行有重要的影响,在生产、安装及运行等过程中可能会破坏其绝缘结构,导致变压器内部产生局部放电现象甚至击穿。本文以S9-M-100/10型号的油浸式配电变压器为研究对象,仿真分析变压器正常运行、匝间短路及层间短路三种状态下变压器内部电磁场及温度场的分布规律。仿真结果表明,正常状态下变压器铁芯、高低压绕组之间的油隙撑条帘处及高压绕组中间位置的温度较高;存在匝间及层间短路故障时,变压器故障部位的电磁损耗加剧,温度骤升;两种故障对变压器内部温度场的影响不同,且匝间短路故障对其附近温度的影响较明显。分析结果可为解释变压器热性故障及故障分类提供参考。     

局部热源对电力变压器内部温度分布的影响分析

油浸式电力变压器是电力系统的主要电气设备,其运行可靠性对电力系统的安全运行有重要的影响,在生产、安装及运行等过程中可能会破坏其绝缘结构,导致变压器内部产生局部放电现象甚至击穿。本文以S9-M-100/10型号的油浸式配电变压器为研究对象,仿真分析变压器正常运行、匝间短路及层间短路三种状态下变压器内部电磁场及温度场的分布规律。仿真结果表明,正常状态下变压器铁芯、高低压绕组之间的油隙撑条帘处及高压绕组中间位置的温度较高;存在匝间及层间短路故障时,变压器故障部位的电磁损耗加剧,温度骤升;两种故障对变压器内部温度场的影响不同,且匝间短路故障对其附近温度的影响较明显。分析结果可为解释变压器热性故障及故障分类提供参考。     

变压器绕组热点温度检测研究现状综述

随着输变电工业的迅速发展,变压器绕组温升引起的变压器质量问题显得尤为突出。对变压器绕组温度的监测和热点温升的及时诊断,能有效杜绝变压器故障的发生,保障电能的正常稳定输送。现从变压器绕组温度场的检测技术、温度场和热点温升的数值模拟以及变压器冷却方式等方面,综述了近年来变压器绕组温度诊断领域的重要研究成果和发展现状。     

大型油浸式变压器绕组温度场分布特征提取方法研究

为解决绕组升温导致变压器过热故障,使变压器停止运行的问题,提出一种大型油浸式变压器绕组温度场分布特征提取方法。研究绕组和铁心 2 个热源的放热情况,采用有限元法计算放热状态下漏磁场值,获得变压器平均导热系数及热传导、对流、辐射 3 种散热温度场。根据绕组的放热、散热性能以及油流场情况计算出变压器各能量变化,根据湍能和能量方程的施密特数提取出绕组温度场分布特征。实验表明,该方法能够准确计算出温度场中的能量变化,提取到的温度分布特征与实际情况相符,能够完成高质量温度场分布特征提取工作。     

基于人工智能技术的变压器短期过载能力评估系统

介绍一个专用电力变压器在线监测评估系统。该系统建立了各种结构、不同冷却方式的电力变压器的特征参数库,分析了变压器内温度场分布的特点,各种变压器绕组热点计算模型,全面在线监测并建立变压器的运行参数历史资料库。应用人工神经网络进行数据处理,能够实时向调度人员提供变压器的短期过负荷能力。应急情况下,预测过负荷一定时间后变压器的绕组热点温度、设备安全及变压器的寿命损失等,为高峰过载调度决策提供科学的数据支持。     

风电双分裂变压器半穿越状态下的绕组热点研究与优化

通过运用Magnet和ANSYS Fluent仿真软件对SCSFB11-7400/35风电干式双分裂变压器在半穿越状态下的漏磁场分布、绕组负载损耗和温度场进行仿真和优化,同时通过温升试验验证仿真结果的准确性,最终确定绕组最热点的位置和大小.研究的前提条件主要包括变压器的型号和参数、运行模式、最热点限制、换热器功率、冷却液温和冷却风量要求等方面.研究发现,双分裂变压器在半穿越状态下的最热点温度在低压下绕组的上部、辐向绕组厚度约2/3(由内往外)处,以及可以适当调整低压导电箔材厚度或/和低压绕组的匝数分布来解决半穿越状态下低压绕组电流分配不均所造成的损耗集中问题,从而改善低压绕组内部最热点温度,满足变压器可靠和安全运行的要求.为风电干式双分裂变压器的最热点确定提供了研究方法和途径,也可以为风电干式双分裂变压器的深入研究应用和现场运行维护提供了依据和指导.     

基于FBG测温与热路模型的绕组热点温度研究*

为了早期发现油浸式电力变压器长期运行时可能存在的异常温升,需对其热点温度进行监测与判断。利用光纤Bragg光栅(FBG)传感技术的绝缘性与耐高压特性,对变压器绕组与变压器油的温度进行监测。结合热电类比法建立变压器绕组与变压器油之间换热的热路模型,对变压器绕组热点位置及其温度进行分析。结果表明,变压器额定功率工作条件下,绕组热点位于距绕组底部45cm处,热点温度约为66.8℃;而工作在1.3倍额定功率时,热点位于40~45 cm之间,热点温度约为71.5℃。     

磁性液体应用于变压器的数值模拟研究

以变压器油基磁性液体作为冷却介质,利用Fluenl：软件模拟某型号三相自然油循环变压器工作时的温度场和内流场分布,并将结果与使用纯变压器油（纯油）的情况比较。结果表明,以磁性液体作为冷却介质,该款变压器的油温最高值和油项层温升值分别低于纯油约15K和11K,证明磁液比纯油具有更良好的散热性能。     

SFRSZ7—90000/220有载调压变压器

该产品广泛应用于220kW级电力网中,它是在新结构的三相三绕组变压器基础上采用自动调节式有载调压分接开关,从而产品能够带负荷自动调压。调压范围宽,调压级数多,调压精度高。冷却方式为强迫油循环导向冷却,内     

电动汽车减速驱动轮毂电动机散热设计及分析

为了解决电动汽车减速驱动型轮毂电动机散热条件差、温升高等问题,文中设计一种端面水冷冷却结构,用于轮毂电动机系统。首先利用有限元方法与电磁学理论计算电动机内部损耗,确定其自然散热条件下的温度场分布;并基于流热固耦合方法,以电动机绕组最高温度和冷却水道压降为评价指标,针对该冷却结构采用正交试验法分析不同冷却液进口流速、水道齿数、截面宽度、弯道圆角对轮毂电动机冷却散热效果的影响,并进行参数优化。结果表明：该冷却结构降温效果受进口流速影响最大,受弯道圆角影响最小,冷却效果可达24.1%;通过分析正交试验数据,对参数组合进行优化,可进一步降低4.6%温升,为减速驱动轮毂电动机冷却散热研究提供新的方案。     

QFSN-200-2型200MW汽轮发电机

QFSN-200-2型汽轮发电机这200MW水氢氢冷却式二极汽轮发电机。该机为隐极转子型,由汽轮机直接耦合传动,机座为钢板焊接的防爆气密结构,定子绕组用水直接冷却,转子绕组采用气隙取气、斜流氢气直接冷却,铁芯采用氢气间接冷却,端盖式轴承,椭圆轴瓦,油密封为双流环式,水、氢气、密封油均经过各自的冷却器形成密封循环。励磁方式为同轴交流励磁机——静止半导体励磁,无刷励磁和机端变压器——静止半导体励磁三种。     

联体泵-马达壳体内部流动传热特性

联体泵-马达在正常运行过程中,冲洗冷却流动并非直接作用于摩擦副发热位置,使壳体内部的流场存在局部过热的风险,影响整机可靠性和寿命。因此采用了Mixture多相流模型及自编程的网格变形运动和轴承出口控制程序,建立了泵-马达壳体内部流场流动传热特性数值仿真模型并进行了实验验证,模拟分析了油-空气两相流场和温度场,揭示局部热点形成位置和机理,最后设计了冲洗冷却方案。结果表明:泵侧温度沿周向均匀分布,马达侧温度呈上高下低分布,流场最高温度在球碗表面;分散布置泵侧和马达侧出口位置及增大冲洗量可降低流场最高温度,冷却冲洗入口分散布置可改善流场温度分布的均匀性。     

航空发动机滚动轴承内油气两相流动与温度场的数值模拟

基于VOF方法和滑移网格技术,研究喷射润滑下主轴承内部压力、温度场及油气体积比随转子转速及滑油流量的变化规律。给出滑油在轴承内的相界面分布,描述轴承内油膜分布及运动。结果表明:轴承内压力和油气两相在轴承内分布不均匀;油液体积分数随转速的升高而降低,随供油量的增加而增加,呈非线性关系;轴承内最高工作温度随主轴转速的增加而增加;轴承润滑效果与供油量有直接的关系,不同的转速下对应不同的最佳供油量。     

基于CFX的空心冷却螺母热特性仿真分析

针对机床高速化发展过程中螺母发热无法控制的问题,提出了空心冷却螺母的设计,即将螺母加工成空心并通入冷却介质的方式对螺母进行冷却以达到抑制螺母温升的设计方法。利用CFX软件,将理论计算得到的摩擦热加载到螺母滚道内,对不同冷却介质、不同载荷、不同转速下螺母的冷却效果进行分析,并对同一冷却介质不同流速下的流场和温度场进行分析。结果表明:综合分析认为运用专用冷却油的冷却效果最好;载荷及转速对空心螺母温升影响较小;揭示了空心螺母随着速度变化的流场变化规律以及温度场分布情况。     

油浸式变压器温度场的可控发热模拟装置研究

通过研究油浸式电力变压器的热生成与热传导机理,研制了一种内部热源的可控发热变压器模拟装置。利用热电偶传感器对内部热源的变压器进行多点测温,并把内部热源变压器绕组温度数据与油浸式变压器绕组温度进行分析和比较。结果表明,研制的变压器在额定功率工作条件下,顶层油温81.7℃,底层油温57.7℃,顶层绕组88.5℃,底层绕组72.9℃,顶层油温及关键节点温度和大型油浸式电力变压器绕组温度基本吻合,额定功率下最大温度偏差为0.5℃,1.3倍额定功率下最大温度偏差为0.6℃。     

过热蒸汽下分级机主轴系统热态特性的数值模拟

过热蒸汽气流磨是一种新型的粉体加工设备,由于其工质过热蒸汽温度较高,在系统运行时需对与其配套的分级机的轴承进行冷却,其冷却要求为保证轴承温度维持在75℃以下及避免过度冷却,使粉碎腔中轴段的温度高于100℃,保证粉碎腔中不出现冷凝现象。为寻求一种有效的冷却方法,以四川绵阳流能粉体设备有限公司某型号过热蒸汽分级机为原型建模,利用有限元分析软件ANSYS,对其在自然冷却、水冷轴承座和油循环冷却三种条件下主轴系统的温升进行了数值模拟分析。通过模拟结果得：在自然冷却的条件下,分级机上下轴承温升较快,发热非常严重,轴承外圈最高温度分别达到145℃和177℃,超过普通轴承的极限使用温度;在采用水冷轴承座时,运行约45分钟,分级机主轴系统温度达到平衡,上下轴承外圈温度最高不超过33℃和46℃,同时粉碎腔中轴段的最低温度高于100℃;在采用油循环冷却时,运行约80分钟,主轴系统温升达到平衡,上下轴承外圈温度不超过43℃和56℃,且粉碎腔中轴段表面温度最低温度高于100℃。由以上结果可看出水冷轴承座和油循环冷却两种方式均能满足冷却要求,但油循环冷却造价昂贵,且油液密封困难,而水冷轴承座这种方式简单易行,故建议采用水冷轴承座这种方式对主轴系统进行冷却。     

润滑油黏度对全陶瓷球轴承腔体温度场分布规律的影响

为揭示全陶瓷球轴承在油润滑条件下内部温度场分布及变化情况,提高全陶瓷球轴承的运转性能与使用寿命,以7007C氮化硅全陶瓷角接触球轴承为研究对象,利用仿真软件模拟分析不同工况和润滑油黏度条件下全陶瓷球轴承腔体内部温度场及润滑油的分布状态;在轴承寿命试验机上进行相同条件下全陶瓷球轴承的动态特性试验,研究在油润滑工况下全陶瓷球轴承的温升特性。结果表明：随着轴承转速的提高,全陶瓷球轴承腔体内温度呈增大趋势,腔体内润滑油体积分数呈减小趋势;更换不同黏度润滑油发现随着润滑油黏度的增大,全陶瓷球轴承腔体内温度场呈现先减小后增大的趋势,存在最优黏度值使全陶瓷球轴承腔体温度达到最小值,轴承服役性能表现最佳。研究成果为实际生产中全陶瓷球轴承最优润滑油的选择提供了技术参考。     

基于ANSYS Maxwell仿真变压器绕组振动受力分析

为了研究负载状态下变压器绕组振动受力分布及大小,对变压器绕组进行了电磁仿真与电磁力分析。电磁仿真使用了有限元软件ANSYS中的电磁场分析模块Maxwell,利用有限元电磁仿真得到一次额定电压下的绕组铁芯电磁密度云图及各绕组感应电压与电流,从而确定各个绕组负载状态下所受电磁力及分布,为研究变压器振动噪声提供了理论基础。     

油浸式大型变压器热点温度的动态模型

在考虑了油浸变压器油粘度、损耗随温度变化的情况后,根据热传导理论和不同情况下非线性热阻的定义,推导出了可用于估算不同类型变压器绕组热点温度的动态模型.通过ONAN制冷变压器的实测数据和专用模型的验证,表明该模型是正确、有效的.