【摘 要】
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大型城市多采用地下变电站解决用电需求剧增和土地资源有限的矛盾,由于噪音限制和散热需求的不同,地下变电站中多采取分体式结构,即将变压器箱体和冷却系统分开布置。而地下变电站变压器分体冷却系统的冷却效能是影响其温度场并决定其绝缘老化速率的重要因素之一。根据分体式变压器温度场及流场的分布情况准确快捷地计算其冷却系统的冷却效能对合理评价变压器冷却系统的冷却性能、判断冷却装置的运行缺陷具有重要意义,是变压器设
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大型城市多采用地下变电站解决用电需求剧增和土地资源有限的矛盾,由于噪音限制和散热需求的不同,地下变电站中多采取分体式结构,即将变压器箱体和冷却系统分开布置。而地下变电站变压器分体冷却系统的冷却效能是影响其温度场并决定其绝缘老化速率的重要因素之一。根据分体式变压器温度场及流场的分布情况准确快捷地计算其冷却系统的冷却效能对合理评价变压器冷却系统的冷却性能、判断冷却装置的运行缺陷具有重要意义,是变压器设备生产单位、供电维护部门与电力科研院所重点研究的课题方向之一。油浸式分体自冷变压器具有电压容量等级齐全、绝缘性能好和安全可靠等优点,在地下变电站中最常见。本文以SZ11-80000 k VA/110k V与SZ11-31500 k VA/35 k V油浸式分体自冷变压器为主要研究对象,针对分体式变压器温度场及流场的计算方法展开深入研究,并通过变压器温升实验验证了计算方法的准确性。分析分体式变压器温度场与流场受冷却系统布置方式与分体距离的影响。提出了一种分体式变压器冷却系统冷却效能的计算方法,将SZ11-80000 k VA/110 k V与SZ11-31500 k VA/35 k V油浸式分体自冷变压器温度场与流场的仿真结果用于其冷却系统冷却效能的计算,验证了冷却效能计算方法的可行性与有效性。主要开展的研究内容和取得研究成果如下:（1）对分体式变压器内部传热传质原理进行分析,建立了典型油浸式分体变压器模型,采用有限元法对变压器-散热器表面温度、绕组-铁芯区域温度、油流流场进行计算,分析了网格质量与变压器模型的简化对计算结果的影响。（2）以SZ11-80000 k VA/110 k V与SZ11-31500 k VA/35 k V分体式油浸自冷变压器为研究对象,建立了三维多物理场耦合计算模型。计算了变压器在不同布置方式与分体距离下的温度场及流场分布,分析了水平分体距离与垂直分体距离对分体式变压器温度场及流场的影响。使用短路法进行变压器温升试验,试验过程中使用热电阻测温系统测量变压器及散热器外壳温度分布。试验结果与多物理场耦合计算模型的计算结果相吻合,验证了计算模型的准确性。（3）提出了一种基于能量守恒定律的分体式变压器冷却系统冷却效能的计算方法,通过SZ11-80000 k VA/110 k V与SZ11-31500 k VA/35k V油浸式分体自冷变压器温度场及流场的仿真结果,计算分体式变压器冷却系统在不同布置方式下的冷却效能,验证了冷却效能计算方法的可行性与有效性,为变压器冷却系统的评价提供参考。
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