变压器套管传热性能的数值模拟和试验验证

为获得较为准确的变压器套管温度分布情况,以某油纸绝缘套管为研究对象进行了数值计算分析和温升试验测量。首先通过有限体积法和热–流耦合分析得到了套管在长期稳定工作下的温升分布。计算中使用Bossinesq来近似处理空心导电杆内和芯子–伞裙间隙中的变压器油在传热过程中的对流作用。计算表明变压器套管在3 150A电流载荷下长期工作时温升最高点位于靠近法兰部位的导电杆上,为77.261℃。套管导电杆内部的油和芯子部位的油与壁面的对流换热系数约为100 W/(m·K),表明了油的缓慢流动对于套管内部传热起到了较为明显的作用。通过温升试验测量套管导电杆和外表面温度值,测量结果表明在导电杆的21个点上温度计算值与测量值误差6%。证明使用的套管温度计算方法可靠,可以在工程中指导变压器套管的结构设计和校核。