交联聚乙烯绝缘电缆变压器绕组温度场的研究

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该文以电缆绕组模型为研究对象,利用数值计算和试验研究相结合的方法,对绕组的温度场进行研究,研究问题包括:如何准确获得绕组损耗(温升的热源),如何求解稳态和暂态条件下绕组的温升,如何综合估计外部因素对绕组温升的影响以及如何正确建立绕组稳态和暂态条件下的热路模型.针对以上问题,该文主要进行的研究工作及成果如下:建立2D轴对称结构的绕组磁场模型,采用有限元法计算磁场分布,进而推导出绕组各部分损耗的表达式. 对绕组热源分布和散热条件的分析表明绕组的温度场和流场分布模型可简化为2D轴对称结构.建立温度场和流场的有限元方程,求解得到绕组的稳态温度场分布.该文根据稳态温度场有限元计算的结果,分别建立单匝电缆和气道的热路模型,将两者结合组成以单匝电缆为单元的绕组稳态温升热路模型.分析负载电流、冷却风速、气道间距和环境温度等因素对热路模型各部分热阻的影响,建立相应的修正关系.在稳态温升有限元计算的基础上,增加反映绕组储热能力的热容部分,建立以单匝电缆为单元的暂态温升热路模型.对利用暂态热路模型和有限元仿真所得温度场的分布进行比较,结果证明了模型用于绕组暂态温升的研究是正确的和简便的.
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