發(fā)布時間：2018-01-29 15:17

  本文關鍵詞： 損耗分解 油流冷卻系統(tǒng) 繞組溫升 多場耦合 流-固耦合　出處：《沈陽工業(yè)大學》2014年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，我國生產的超高壓、特高壓大型電力變壓器的額定容量不斷增加，變壓器的損耗和溫升問題已成為國際電工領域的研究熱點問題之一。負載損耗是變壓器的主要性能參數(shù)，其包含的各個損耗分量作為變壓器溫升研究中的熱源，其大小及分布直接影響變壓器的熱點溫升分析。由于變壓器在運輸過程中體積受到一定的限制，大型變壓器單位損耗大且散熱困難，負載損耗、冷卻特性及繞組區(qū)域溫升的準確計算和分析是其設計的關鍵問題。 本文針對大容量變壓器的負載損耗中的各個損耗分量的分解問題、油流冷卻系統(tǒng)的固有特性及工作狀態(tài)、繞組區(qū)域溫升問題進行了深入的理論計算分析與實驗研究。主要研究內容如下： （1）應用三維非線性時諧場分析法，對變壓器漏磁場進行了計算，并且將部分計算結果與實測值進行對比。指定位置漏磁場計算結果與實驗值相對誤差在5%以內，滿足工程要求，驗證了計算方法的有效性。 （2）建立了考慮材料各向異性及不同屏蔽結構形式的大容量變壓器三維有限元時諧渦流場計算分析模型，分析了變壓器金屬結構件中損耗及分布，通過對十八臺不同結構形式及各極限分接運行情況下的變壓器產品進行實驗及分析，對變壓器的負載損耗計算和實驗結果進行了對比分析，確定了負載損耗中各個損耗分量所占的比重，并將此計算方法應用于新產品的研發(fā)。 （3）基于權重系數(shù)方法建立了變壓器繞組雜散損耗計算數(shù)學模型，準確地計算出變壓器繞組中的雜散損耗。針對不同導線結構進行了實驗，并且對數(shù)值仿真得到負載損耗計算結果與實驗結果進行了對比分析，確定了此方法中的權重系數(shù)，提高了繞組雜散損耗的計算精度，并應用此方法對新產品進行了驗證分析。 （4）根據(jù)流體力學、流體動力學及粘性流體力學理論，提出了FVM—FLIC耦合方法，分析了變壓器冷卻系統(tǒng)油流特性，確定冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)。建立大容量變壓器流體域的數(shù)值分析模型，對變壓器整體冷卻系統(tǒng)油流特性進行計算與分析。通過對冷卻系統(tǒng)油流特性的分析，確定了冷卻系統(tǒng)動力源—油泵的工作點，，進而確定冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并將此計算得到的數(shù)據(jù)結果應用于繞組區(qū)域溫升的計算。 （5）基于電磁場、流場及溫度場的多場耦合及流—固耦合方法，建立了變壓器繞組區(qū)域溫升計算模型，分析了變壓器繞組區(qū)域溫升分布。首先，通過對變壓器電磁場的分析，計算出繞組區(qū)域的損耗及分布，得到繞組區(qū)域溫升計算的熱源；其次，對變壓器整體油流冷卻系統(tǒng)進行計算與分析，確定冷卻系統(tǒng)的工作點和工作狀態(tài)，得到繞組區(qū)域溫度場計算的邊界條件；最后，通過對變壓器繞組區(qū)域進行多場耦合及流—固耦合計算分析，得到繞組區(qū)域的溫升及分布。通過對變壓器繞組區(qū)域進行光纖測溫實驗，并將計算結果與實驗結果進行對比分析，修正計算方法，同時也驗證了溫升計算方法的有效性和實用性。 （6）采用本文計算方法，對一臺特高壓、大容量的變壓器進行優(yōu)化設計及分析計算。在對變壓器負載損耗的分解計算、油流冷卻系統(tǒng)的分析和繞組區(qū)域溫升的計算分析基礎上，提出了改善繞組區(qū)域損耗分布的方法，建立了一套高效、節(jié)能的變壓器油流冷卻系統(tǒng)，簡化了冷卻結構，改善了變壓器繞組溫升，設計的產品通過了實驗考核。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM402

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 梅田 繁樹,彭惠民;新的變壓器冷卻方式[J];變流技術與電力牽引;2003年02期

2 高興耀;21世紀初我國電力變壓器技術發(fā)展展望[J];變壓器;2000年01期

3 楊治業(yè),王立群,杜建嵩;油浸式電力變壓器的溫升試驗及計算方法[J];變壓器;2001年06期

4 叢龍飛,馮恩民,郭振巖,董振華,趙良云;油浸風冷變壓器溫度場的數(shù)值模擬[J];變壓器;2003年05期

5 王承志;40年來變壓器制造技術的發(fā)展與進步[J];變壓器;2004年03期

6 毛一之,王秀春,韓鵬;用牛頓—拉普森法計算變壓器油流分布[J];變壓器;2004年06期

7 袁道君;大容量油浸自冷變壓器冷卻系統(tǒng)設計存在的問題及優(yōu)化方案[J];變壓器;2005年02期

8 佐蘭·拉達科維奇;彼得·海因茨西;克勞斯·埃克豪斯;伊萬卡·阿塔納索娃·惠蘭;邸雙奎;;油粘度對自冷變壓器熱特性的影響[J];變壓器;2007年08期

9 陳軍;;光纖測溫技術在變壓器上的應用[J];變壓器;2008年01期

10 景崇友;王建民;王永青;吳明訓;程志光;;大型變壓器漏磁場及特性參數(shù)的工程仿真軟件研發(fā)[J];變壓器;2008年04期

相關博士學位論文 前1條

1 朱占新;大型電力變壓器三維渦流場結構件損耗計算方法的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2012年

本文編號：1473716