本文關鍵詞：變壓器熱損的熱流場模型與熱點分析研究

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【摘要】：變壓器是電力系統中的常用設備,變壓器的安全運行直接影響著電力的安全傳輸以及分配。在電力系統中,變壓器在長時間的運行時,變壓器的內部由于各種損耗而產生大量的熱,這些變壓器內部產生的熱量會對變壓器內部部件的使用壽命產生嚴重的影響。目前,由變壓器溫升過高而引起的變壓器故障越來越多,基于此對35kV油浸式變壓器進行建模分析,采用Maxwell電磁場仿真軟件計算35kV油浸式變壓器在穩(wěn)定滿載運行過程中各部分損耗情況的損耗產熱,將其損耗數據轉換為發(fā)熱載荷輸入ANSYS CFX中對該35kV油浸式變壓器進行溫升分析,得到該油浸式變壓器的溫升分布。通過對35kV油浸式變壓器的熱流場以及繞組鐵芯的溫度分布情況的研究,可以為變壓器的設計人員提供一種變壓器的溫升仿真計算方法,也可以為變壓器檢測人員對變壓器進行溫度檢測時提供一定的參考。本文主要的研究內容如下：(1)根據熱傳導、對流換熱、輻射散熱三種熱量傳遞原理以及固體區(qū)域、固液交界、油流場三方面的計算模型,利用ANSYS軟件建立35kV油浸式變壓器的有限元分析模型。主要針對鐵芯、繞組、以及油箱三者進行建模。(2)采用Maxwell電磁仿真軟件對35kV油浸式變壓器進行電磁仿真；結合熱力學理論知識,得到鐵芯損耗、高壓繞組損耗、低壓繞組損耗以及渦流損耗,根據損耗計算出鐵芯、高壓繞組、低壓繞組以及結構件的發(fā)熱量以及熱密度。(3)將計算出的熱量載荷輸入ANSYS CFX中,對35kV油浸式變壓器的有限元分析模型進行實際的仿真參數設置,在考慮變壓器油流動的基礎上,采用ANSYS CFX對該35kV油浸式變壓器熱油的流動分布情況進行研究。從30min、 60min、120min三個時間段對變壓器整體溫度場、油流情況以及鐵芯、繞組的溫度分布進行仿真分析,找出變壓器各組件的最熱點分布以及相應的溫度值,在此基礎上繪制變壓器內部各組件的溫升曲線。
【關鍵詞】：油浸式變壓器 熱損 熱流場 熱點分布
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM401
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題研究背景與意義12-14
• 1.2 國內外研究現狀14-17
• 1.2.1 變壓器熱損耗研究現狀14-16
• 1.2.2 變壓器熱流場以及熱點研究現狀16-17
• 1.3 主要研究內容17-20
• 第二章 油浸式變壓器的結構以及熱量傳遞過程20-34
• 2.1 油浸式變壓器的結構和組成20-23
• 2.1.1 鐵芯21
• 2.1.2 繞組21-22
• 2.1.3 與變壓器溫度有關的附件22-23
• 2.2 變壓器的熱傳遞分析23-27
• 2.2.1 熱傳導24-25
• 2.2.2 熱對流25-26
• 2.2.3 輻射散熱26-27
• 2.3 變壓器的內部熱量傳遞過程27-29
• 2.4 油浸式變壓器的溫升限值29-32
• 2.5 本章小結32-34
• 第三章 變壓器熱流場計算模型與仿真建模34-44
• 3.1 變壓器的熱流場計算模型34-36
• 3.1.1 固體區(qū)域計算模型34
• 3.1.2 流固交界計算模型34-35
• 3.1.3 油流場計算模型35-36
• 3.2 35kV油浸式變壓器模型的建立36-43
• 3.2.1 仿真模型的數據歸納36-39
• 3.2.2 仿真模型的建立39-43
• 3.3 本章小結43-44
• 第四章 35kV油浸式變壓器熱損以及熱流場的仿真分析44-68
• 4.1 變壓器穩(wěn)定工作下的損耗分析44-51
• 4.1.1 變壓器的熱損分析44-45
• 4.1.2 變壓器的熱損仿真45-51
• 4.2 35kV油浸式變壓器熱流場及熱點的ANSYS CFX分析51-65
• 4.2.1 變壓器整體的溫度分布仿真54-56
• 4.2.2 變壓器油液流動仿真56-58
• 4.2.3 低壓繞組的溫度分布仿真58-61
• 4.2.4 高壓繞組的溫度分布仿真61-63
• 4.2.5 鐵芯溫度分布仿真63-65
• 4.3 變壓器各組件溫升分析65-66
• 4.4 本章小結66-68
• 第五章 工作總結與展望68-70
• 5.1 工作總結68
• 5.2 工作展望68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-76
• 附錄A：攻讀碩士學位期間參與項目及科研成果76

【參考文獻】

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本文編號：570198