温度是高压电力设备的重要参数。温度上升限制了电力设备最大可用容量,也可以反映设备内部缺陷与故障情况。人们通常通过在线监测、离线检测和数值计算3种方法获得电力设备的温度。传感器或红外成像测温是在线监测或离线检测测量温度的常用方法,但是,测量仪器容易受现场干扰,获得数据准确性不高,而且有些电力设备的传感器的安装比较困难。另外获得电力设备温度的方法是通过数值计算。在利用数值计算温度中,一般采用的方法是通过计算电阻热,采用对流辐射的经验公式获得电力设备的温度分布,但是计算值与实际值误差比较大。实际上,高压电力设备在运行过程中处于高电场、磁场、温度场、流体场等多个物理场中,仅用单一的物理场进行数值计算,不能满足准确性要求,这就需要用多物理场计算方法,获得电力设备在多物理场下的温度分布和与之相关的电气性能。本文首先进行不同大气条件下高压架空线最大可用传输容量的仿真。架空线路的输送容量取决于线路温度。而架空线路的温度由产热和散热平衡控制的。利用基于有限元法的多物理场计算方法,通过耦合电场、热场、流体场,分析架空线路的热性能。通过仿真,可以得到在各种环境因素下,架空线路一周围空气系统的温度分布和温度变化的历史轨迹。根据以上结果决定架空线路的最大可输送容量。同时通过仿真,可以得到在变化的环境条件和负荷下,架空线路的温度达到平衡所需要的时间,这些信息可以帮助现场调度人员在暂态或稳态情况下实时分配高压架空线路的传输容量。其次进行不同气象条件下变压器绕组的温度场计算,研究出负荷预测的方法。由于变压器绕组的温度是周围环境温度和负荷电流的函数。由于变压器绕组温度受最大允许温升限制,同时存在周围环境温度越高,变压器绕组的温度越高的关系,因此可以通过周围环境温度和绕组的温度的关系,控制绕组的负荷。通过多物理场耦合计算变压器绕组内部复杂的热—电—流体场,获得周围环境温度和绕组温度的函数关系。然后利用变电站周围气象站提供的数据,采用四维(经度、纬度、海拔高度、时间)插值的方法,获得变电站周围的环境温度,并与实际测量数据进行对比分析,验证此方法的有效性。依据此方法,当气象站提供3天到7天的预测温度时,就可以预测变电站的温度,根据周围环境温度和绕组温度的函数关系,实现变压器负荷预测。最后进行变压器内部引线接触不良引起温度变化的计算。套管的内引线接触不良,当引线内部接头松动时,导电杆的头部与引线的接触电阻增大,产生电阻热。通过多物理场耦合计算,分析套管的温度分布,建立导电杆顶端温度与接触电阻的函数关系,利用此函数关系,通过监测将军帽温度,推断内部引线接头是否发生松动。