油浸式电力变压器温度场分布的计算分析

为更准确地掌握油浸式变压器的内部温度场分布,为其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中实现了变压器温度场分布的建模计算;得到了绕组的温度分布。绕组从下到上的温度分布大致为低—高—低走势,热点位于低压绕组上半部分。同时将计算结果与变压器温升试验实测数据进行了对比,两者吻合较好,绝对误差5.3%以内,说明了计算结果的正确性。在此基础上还分析了负载系数、水平油道高度和油流挡板设置对绕组温升的影响。     

油浸式变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法研究

介绍了一种基于有限元法的变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器二维模型,采用有限元法求解变压器内磁通密度分布;并计算变压器铁心及绕组损耗。随后,采用多物理场间接耦合方法将损耗作为热源加载条件求解变压器流体-温度场,分析变压器内部油流速度及温度分布。对35 kV油浸式变压器进行二维电磁-流体-温度场分析,将温度仿真结果与经验公式的热点温度计算结果进行对比,验证了方法的有效性和正确性。     

热辐射和绕组绝缘纸对自然对流下的变压器温度影响

为考虑在实际中热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响,文中以 1台SSZ20-63000/110的油浸式变压器为原型,建立了包含垫圈、绝缘纸筒、压板、绕组绝缘纸和黑体热辐射的变压器热点温升物理计算模型,通过一种基于有限元的方法研究了热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响。结果表明：在自然对流情况下,热辐射会使得绕组的热点温度和温升值发生小幅度升高,而绕组表层绝缘纸使得绕组的热点温度和温升值大幅度升高;热辐射不会影响热点的位置分布,而绕组绝缘纸会使热点位置发生下移;虽然热辐射对绕组的热点温度影响较小,但是和绕组绝缘纸一起考虑时影响较大。可见仿真计算时最好不要忽略热辐射和绕组绝缘层,否则与实际值相差过大。     

大功率高压开关电源变压器的损耗分析及散热控制

为了提高大功率高压开关电源的可靠性和稳定性,针对其变压器损耗与温升特性,进行理论分析和仿真实例验证,并提出一种损耗分析和散热控制方法。以Ansoft Maxwell软件建立变压器的3D模型,进行磁场的有限元分析;计算不同负载条件下的温升情况及散热所需风量,通过Ansys软件对温度场进行分析;以2000V/3A的开关电源模块为例,建立实际模型验证散热控制的有效性。研究结果表明:大功率高压开关电源的变压器损耗来源于绕组损耗和磁芯损耗;在自然冷风条件下,变压器散热情况较差,温升明显过高;采用本文所述方法所计算的风量能有效控制变压器的温升;采用该方法也可得到不同负载条件下变压器的对应损耗及所导致的温升,进一步达到调控温度的目的。     

基于磁-热-流耦合的非晶合金变压器运行特征分析

非晶合金变压器绕组及其铁心一般采用矩形结构,其运行损耗引起的不平衡温升更易导致绕组绝缘劣化,影响供电可靠性。针对非晶合金变压器特殊的绕组结构,分析计算非晶合金变压器绕组温升,预测其热点温度,对矩形绕组结构变压器的设计优化和运行控制具有理论指导意义。本文基于三维磁-热-流多物理场耦合仿真计算和温升试验,以一台型号为SBH15-M-200/10的三相油浸式非晶合金配电变压器为研究对象,分析其额定负载下的运行特征,仿真计算各绕组的热点温度,并通过短路法温升试验对仿真结果的正确性进行了验证。研究表明：三维磁-热-流多物理场耦合计算非晶合金变压器绕组热点温度值与温升试验结果的相对误差小于5%,所研究非晶合金变压器绕组的热点温度出现在B相低压绕组的中上部,热点温度达到64.77℃     

油浸式电力变压器热点温度在线监测方法的研究

变压器热点温度是影响绕组绝缘状态最重要的原因,热点位置也是变压器油纸绝缘老化最严重的区域之一,监测热点温度具有重要意义。由热电类比理论,建立了顶层油温油浸式电力变压器内部温升热路模型,推导出变压器热点温度计算公式,并提出了一种油浸式电力变压器热点温度在线监测方法。这种在线监测方法需要采集的信息量少且易于获取,计算过程简单,计算精度较高,能为变压器的运行管理提供有效的技术支持。     

油浸式变压器绕组饼间热阻的稳态热流法

油浸式变压器的热点温度是影响变压器负载的关键因素。当变压器正常运行时,绕组产生的热量部分传递至饼间水平油道的油流。在根据变压器内部热分布建立热路模型时,绕组饼间的热阻特性尚未考虑,因此忽略水平油道的流动状态,基于稳态热流法提出模拟油浸式变压器绕组饼间环境的构想,搭建实验平台,利用实验测得的数据计算出绕组饼间的单位面积热阻,并对计算结果进行分析,为建立更精准的分布式参数热路模型做基础。     

变压器匝间短路故障电-磁-热多物理场协同分析

电力变压器是电力系统的关键核心设备,变压器的运行状态直接影响供电的可靠性。针对实际实验中变压器匝间短路系列故障设置困难问题,采用有限元仿真软件建立与实际变压器一致的电磁场仿真模型,分析了变压器空载时电流电压特性,验证了模型的准确性;建立了变压器低压侧匝间短路故障仿真模型和电路模型,得到了匝间短路时绕组电流变化趋势和电磁关系变化方程。研究了短路匝数不同对变压器绕组电流和电磁参数的影响,从短路4匝到16匝,短路电流最大值从14.5 kA降到4.2 kA,磁场的最大值为正常值的20多倍;建立了变压器三维温度场模型,对比了变压器正常和不同匝间短路故障工况时的温度场分布,发生4匝短路故障时,匝间短路绕组部分温度达到500 ℃,并且随着短路匝数的增加短路绕组部分温度上升,而其他部分温度变化在100 ℃以内,结果表明匝间短路故障会严重影响短路绕组部分温度场分布,而对其它部分影响较小     

高频变压器绕组布局对分布参数和功耗的影响

高频变压器绕组的绕制结构、不同层绕组的连接方式及绝缘层厚度等绕组布局情况会影响分布参数及对应的功率损耗。为减小高频变压器分布参数,降低功率损耗,首先分析了不同绕组布局情况对分布参数的影响,明确了绝缘层厚度是影响分布参数的主要因素。在Ansoft Maxwell软件中搭建了不同绕组结构高频变压器模型,得到了分布参数及功率损耗随绝缘层厚度变化的曲线。仿真结果证实了理论分析的正确性并最终确定绝缘层厚度值为1.1mm。最后对设计的高频变压器进行了分布参数及功率损耗测试,高频变压器效率可达99.4%。     

基于顶层油温的变压器绕组热点温度计算改进模型

油浸式电力变压器绕组热点温度是影响变压器绝缘寿命的重?瘟浚氡溲蛊鞫ゲ阌臀旅芮邢喙亍？悸欠窍咝匀茸?变压器断路阻抗、油粘滞度以及绕组损耗随温度的变化,引入粘滞度与损耗关于温度变化的修正因子,提出一种基于顶层油温的变压器绕组热点温度改进模型。模型参数选用Levenberg Marquardt算法进行估算。对比实验室温升用试验变压器实测数据,该模型在欠负载(90%)、额定负载(100%)以及过负载(110%)下,显示了较好的一致性,特别在动态负载下,能够较好地描述各暂态温度变化情况,为变压器绕组热点温度计算提     

极寒条件下油浸式变压器冷启动过程温度场和流场仿真分析

国内外针对极寒条件下变压器油纸绝缘的击穿特性研究已取得了丰富的实验数据,但对极寒条件下变压器冷启动过程中温度场和流场的研究较少。为探究极寒条件下油浸式变压器冷启动过程中温度场和流场的分布情况,本文以云南通变电器有限公司生产的SFZ11-10000/35型35kV油浸式风冷变压器为例,利用COMSOL建立其二维轴对称导热模型,对极寒条件下变压器冷启动过程中的温度场和流场进行仿真模拟,并设计实验验证了模型数值计算的正确性。仿真结果表明：冷启动过程中,铁芯和绕组上方形成多个小范围油流循环区域,随冷启动的进行小范围油流循环不断扩大并融合成一个大范围油流循环,420min以后温度场和流场逐渐趋于稳定,最高温度为64℃,最大速度为91mm/s,局部存在的较大温度场和流场梯度造成变压器内温度分布不均和油流不稳定现象的出现。     

树脂绝缘干式变压器内部温度场分布仿真研究

干式变压器内部的温升情况直接影响到变压器的实际运行。该文利用有限差分法的原理,建立了干式变压器的温度场数值仿真计算模型,并开发了相应的仿真计算软件。获得了 Ｓ Ｃ８１ ０００／１０ 变压器铁芯和高低压线圈的温度场分布情况,进行了相应的现场温升试验,得到了仿真结果和试验数据相吻合的结果。计算表明,低压线圈的最热点位于线圈上表面内侧,高压线圈的最热点位于线圈内部,为监测设备运行情况的热电偶埋放地点提出了建议,对产品设计、运行有一定意义。     

变压器三维温度场的分析与计算

针对干式变压器建立了同时考虑铁芯、线圈和绝缘的数学物理模型，用有限元法分析计算其温度场；讨论变压器的内部温度分布、热点位置及材料热物性系数的影响并结合实测对计算结果进行校验．     

变压器纵绝缘设计中冲击响应电压分布的仿真分析

讨论了不同频率下电力变压器绕组等值电路的建立原则,提出了一种适用于高频冲击作用的变压器绕组等值电路模型。采用pspice仿真软件对雷电波冲击作用下变压器绕组的暂态响应电压进行了仿真分析,比较了两种不同设计方案中变压器绕组的冲击响应电压分布情况,验证了变压器绕组分区绝缘结构的合理性。     

基于热点温度的变压器智能增容技术研究与应用

该文讨论了一种基于变压器热点温度的智能增容技术,该技术通过计及变压器的运行参数、设备参数及环境参数,计算出变压器内部绕组的热点温度,从而评估变压器在过负荷情况下的运行状态,达到对变压器智能增容的目的。进而通过将该技术现场应用于220 k V油浸式变压器中,证明了该技术的有效性。     

防腐涂料导热率对片式散热器散热能力影响的数值计算

利用Fluent仿真软件研究片式散热器防腐涂层的导热率对片式散热器散热能力的影响。研究结果表明:在其他结构、参数相同的情况下,较小的防腐涂层导热率使得散热器的散热性能显著下降。提高防腐涂层的导热率可以实现在减小风机功率或减少散热片个数的同时保证散热效果,有利于实现变压器的节能和小型化设计。利用数值模拟软件对片式散热器内部的温度场分布进行了研究,研究结果可为变压器片式散热器的优化设计提供参考。     

变压器绕组热点温度热电类比计算模型仿真分析

变压器绕组的热点温度是决定变压器过载能力和油纸绝缘老化率的关键因素。在传统热理论基础上,考虑了温度对油粘度的影响,结合热电类比方法和IEEE推荐的热点温升模型提出一种预测变压器绕组热点温度的仿真模型。采用Runge-Kutta方法求解变压器实时的顶层油温和变压器绕组的热点温度,并与100kVA/5kV(ONAN)试验变压器的实测温度数据进行对比,仿真结果与实测数据有较好的一致性。     

新型换流变压器谐波模型及其配套滤波装置设计

阐述了新型换流变压器及其滤波系统的接线方案和谐波抑制机理.建立了新型换流变压器谐波模型,分析计算了新型换流变压器各绕组的谐波电流分布,实验验证了该模型的正确性.对直流输电开发平台进行了滤波装置实例设计,仿真和实验结果基本一致.证明了新型换流变压器及其滤波系统原理正确,滤波效果好,平台参数选择合理,新系统具有良好的应用前景.     

倒置式油浸电流互感器内部温度场分布及内部压力影响特性研究

电流互感器在电力系统中将一次系统中的大电流转换为供二次测量计量保护用的小电流,对电力系统的稳定运行及故障电流测量具有不可或缺的作用.在线运行过程中,由于局部放电、发热故障等原因造成了互感器内部油中气体异常增长,导致内部压力急剧增大,易造成绝缘损坏进而发生爆炸等事故.为研究互感器内部温度场分布及压力变化影响因素,及时发现内部压力剧增故障,通过ANSYS软件仿真建立了220 kV倒置式油浸电流互感器模型,利用有限元分析方法得到了倒置式油浸电流互感器内部温度场分布规律,并通过建立倒置式油浸电流互感器试验平台,验证了仿真的有效性,同时设计了基于MD-T P R互感器的压力在线监测系统,得到了互感器内部压力影响特性.     

基于ABAQUS的摩擦副最高温度研究

以某湿式摩擦离合器的摩擦副为研究对象,忽略摩擦片表面沟槽结构及散热,建立摩擦副接触模型,通过ABAQUS仿真分析软件,对模型直接施加转速、压力等条件,进行更接近实际情况的摩擦生热仿真分析,得到摩擦副温度场,对温度场中最高温度出现位置及摩擦副厚度对最高温度的影响进行对比分析,仿真结果表明,理论计算平均温升与仿真结果最高温升存在较大差异;摩擦副最高温度出现在滑摩区域靠近最外圈位置的原因是滑摩过程中钢片及摩擦片沿轴向产生的微小形变;钢片厚度对最高温度影响较大,摩擦片厚度对最高温度影响较小,适当增加钢片厚度能降低最高温度。