文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
非包封干式变压器绕组温度场计算研究
姓名:李会涛
申请学位级别:硕士
专业:热能工程
指导教师:王秀春
2010-12
河北工业大学硕士学位论文
非包封干式变压器绕组温度场计算研究
摘要
干式变压器具有体积小、损耗低、无污染和安全可靠等优点。基于干式变压器的这些
优点,一些防火性和安全性要求较高的场所普遍采用干式变压器代替油浸式变压器。由于
干式变压器是以空气作为冷却介质,空气的换热性能没有油的换热性能好,因此变压器绕
组更容易发热,绕组温度过高会降低变压器的使用寿命。所以准确计算干式变压器的绕组
温度场,算出变压器的平均温升、最热点温升具有重要的研究意义。本文通过计算气道流
量的方法来计算干式变压器绕组温度场。
本文假设变压器三相对称,温度沿绕组圆周方向没有梯度变化,所以可以把干式变压
器简化成二维对称的物理模型。用 FLUENT 软件数值模拟不同型号的干式变压器的速度场
和温度场,找出气流在气道内的流动规律。根据气体流动规律,计算气道流量。气流在水
平气道内流动比较复杂,总体上分两部分,即气流穿过水平气道和未穿过水平气道。运用
阻力平衡、风压损失相等方法计算这两种情况下水平气道的流量。通过计算变压器内总流
动阻力和对顶部底部风机特性的分析,算出满足变压器散热的总通风量。
本文把干式变压器内的气体当作可压缩气体计算。综合考虑压力、温度等影响气体可
压缩性的因素,计算变压器在实际运行环境下气体的密度和流量,这对准确计算干式变压
器温度场具有重要意义。
本文用 VC++语言计算干式变压器的流量分配和绕组温度场,综合利用 MATLAB 语言编
写能够直接计算干式变压器温度场的软件。此软件能够计算不同结构不同导线类型的干式
变压器的温度场,可以用云图和曲线图的形式显示变压器的绕组平均温升、最热点温度、
最热点位置和整体及任意线饼处的温度场分布。
通过软件计算的绕组温升与试验值基本吻合,从一定意义上讲,本文的计算方法在对
变压器求解温度场分布、提高变压器热设计水平方面具有一定的指导意义。
关键词:非包封干式变压器,阻力平衡,流量,可压缩,损耗,温度场
i
非包封干式变压器绕组温度场计算研究
RESEARCH ON CALCULATINGWINDING
TEMPERATUREFIELDS OF NON-ENCAPSULATED
DRY-TYPE TRANSFORMER
ABSTRACT
Dry-type transformers have the advantages of small size, low loss, pollution-free and high
reliability. Based on these advantages of dry-type transformers, some places that require
fireproof and safety use dry-type transformers instead of oil-immersed transformers. As the
dry-type transformers use air to cool the winding, the heat transfer of oil is better than air,
therefor the winding of dry-type transformers is easier to be heated. If the winding temperature is
too high, the life of the transformer will reduce. Therefore, accurate calculation of dry-type
transformer winding temperature, calculate the average temperature rise and the hottest
temperature of transformers is important. In this paper, I first calculate the airway flow and then
calculate the dry-type transformers winding temperature.
This article assumes that the transformer is three-phase symmetrical, temperature gradient
along the w