【摘 要】
:
电力变压器作为电力系统中的重要电力设备,承担着功率运输、变换电压的作用。变压器出现故障会影响电力系统的正常运行,因此变压器的稳定运行是电力系统正常运行的必要条件。当热点温度过高时,变压器绝缘寿命减少,变压器的使用寿命也会随之减少。对变压器温升和热点问题进行分析不仅能为电力变压器设计提供相应的参考,也能进行变压器绝缘寿命预测、变压器使用寿命预测,因此对变压器温升和热点问题进行准确有效的分析十分必要。
【基金项目】
:
国家重点研发计划“特高压设备安全运行与风险评估方法”项目课题三:“特高压设备内部多物理场耦合建模与仿真”(2017YFB0902703); 中央高校基本科研业务专项资金项目《三维电磁场、流体场和温度场强耦合问题高效计算方法研究及有效性验证》(2019MS076);
论文部分内容阅读
电力变压器作为电力系统中的重要电力设备,承担着功率运输、变换电压的作用。变压器出现故障会影响电力系统的正常运行,因此变压器的稳定运行是电力系统正常运行的必要条件。当热点温度过高时,变压器绝缘寿命减少,变压器的使用寿命也会随之减少。对变压器温升和热点问题进行分析不仅能为电力变压器设计提供相应的参考,也能进行变压器绝缘寿命预测、变压器使用寿命预测,因此对变压器温升和热点问题进行准确有效的分析十分必要。本文对变压器多场耦合数值计算、无量纲最小二乘有限元理论、等效导热系数理论等方面的国内外研究现状进行了详细的介绍。本文利用混合算法对油浸式电力变压器绕组流热耦合问题进行分析,在求解流场问题时,运用无量纲最小二乘有限元法将流动控制方程转化为离散方程组,采用行列均衡法、雅可比预处理共轭梯度法对离散方程组进行预处理,以降低刚度阵条件数;求解温度场问题时,在伽辽金有限元方法的基础上引入迎风格式进行数值计算。本文以单分区绕组模型为例,通过对比Matlab混合算法仿真结果与Fluent软件仿真结果,分析了网格精度对流场结果的影响以及匝间绝缘对温度场结果的影响。油浸式电力变压器绕组的绝缘层很薄,对变压器绕组建模剖分时网格尺寸需要很小,导致总体剖分网格数量较大,因此为了减少计算量,同时保证仿真的准确性,本文拟采用等效导热系数方法计算得到变压器绕组的轴向等效导热系数和径向等效导热系数,通过建立单分区绕组模型和八分区绕组模型,对比分析分匝模型和两种等效模型的Fluent仿真结果,验证了两种等效导热系数方法的准确性。最后在大型油浸式电力变压器绕组实验平台上,对比分析了本文所提的混合算法结果和实验测量结果,验证了所提方法的有效性。论文最后建立了换流变压器的数值仿真模型,基于所提等效导热系数法分析了该变压器的流场分布和温度场分布。仿真分析表明,网侧绕组和阀侧绕组的绕组中的热点位置均位于绕组高度的92%,符合基于绕组热分布的改进热点温度计算模型。
其他文献
如果你有机会乘飞机从欧洲上空经过,你会发现,在欧洲南部有一座雄伟的山脉,宛如一条银色的长龙横卧在大地之上。山顶上,白雪皑皑,闪耀着银色的光辉,犹如一枚镶嵌在大地上的新月。它,就是欧洲最高大的山脉——阿尔卑斯山。阿尔卑斯山是一张风光旖旎的明信片,是大自然赐予人类的礼物,是一座孕育了无数生命的自然宫殿。
在电力工业的发展进程中,电力电缆在配网系统中得到了广泛地应用。电缆终端接头位于电缆线路的末端,起着连接电缆线路和其他电力设备的作用,因其制作工艺和特定结构,是绝缘故障频繁发生的位置。电力电缆承担着电能的传输和分配任务,为保障电缆系统安全可靠运行,研究电缆终端接头的状态监测及评估方法意义重大。一方面,为提高局部放电的状态监测水平,实现对电缆终端接头局部放电的有效预警,提出了基于长短期记忆(long
气体绝缘输电线路(Gas insulated metal closed transmission lines,GIL)因其传输容量大、运行稳定性好、电容负荷小、受地理环境影响小等优点而得到广泛应用。但是GIL内部的环氧树脂(Epoxy Resin,EP)盆式绝缘子在长期运行时会积累大量表面电荷,进而引发沿面闪络,严重损害绝缘性能,威胁电气设备的安全稳定运行。目前对环氧树脂进行的表面改性多为均匀处理
电力系统中的各类型一次设备如变压器、电容器等在长期运行过程中,由于高温、过载等因素容易发生局部放电的现象。局部放电影响着这些设备的绝缘性能,因此设备局部放电的监测对分析设备的健康状态有重要参考意义。目前较为常用的局放监测方法有超声波法与TEV(Transient Earth Voltage)法,但多使用便携式仪器来测量,难以做到设备放电的在线监测。由于局放在线监测能够及时提醒现场运维人员故障的发生
社会经济发展和人们对生活质量的追求,使得家庭用户用电量不断增长,给电网升级改造带来挑战。能源消费革命要求清洁能源利用和节能提效并举,逐渐向绿色、低碳能源方向转变,家庭用户的能源消费方式、能源结构也发生变化。家庭用能管理系统是家庭用户用能信息管理和与电网互动的重要支持系统,为用户能效评价与优化用能提供基础。其对于家庭用户参与电网运行,实现与智能电网的互动化和保障电网实时功率平衡具有重要意义。论文以家
通信技术发展除了满足可靠性和有效性等基本要求外,应用中还要结合实际场景考虑建设成本和复杂度等因素。无线通信技术和电力线通信技术广泛应用于智能电网和家居物联网等领域。基于自适应中继和双媒质并行通信等的混合通信技术可以整合优势资源,节约建设成本,提高通信系统的整体性能。电力线通信目前主要采用两时隙的半双工中继技术。全双工技术可以提高系统频谱效率和解决电磁干扰问题,但其性能易受自干扰影响。针对半双工的频
固着液滴的汽化现象在生活与工程应用中都广泛存在,对固着液滴汽化过程也已有大量研究,然而现有研究都在刚性固体基底表面展开,在柔性液态金属表面的液滴汽化研究还鲜有报道,本文采用实验研究与理论分析相结合的方法,对液滴在液镓表面的汽化过程进行了深入研究,研究成果有助于认识液滴在柔性液态金属表面汽化的传热传质规律。由于液镓在大气环境中会立即与氧气反应形成一层氧化膜,所以实验中采用两种方法去除氧化膜的影响,一
致病微生物气溶胶的传播和沉积以及随后对室内空气和表面造成的污染是公认的医院交叉感染潜在途径。医院空气过滤和净化的目的是降低空气传播病原体的浓度,使其低于感染剂量。医院建筑采用机械通风系统能够提供病房设计过程要求的气流模式、通风量及舒适性需求,但满足规范或标准的病房通风设计并不一定能很好的应对病房内的微生物气溶胶污染。因此,针对病房的微生物气溶胶扩散模式和气流组织优化进行研究很有必要。本研究使用枯草
干旱是植物生长过程中常见的逆境胁迫。干旱严重影响植物生长发育,降低植物产量。油茶(Camellia oleifera)是我国重要的木本食用油料树种,主产区在南方丘陵山地。7~9月高温少雨且不易灌溉,而7~8月是油茶油脂转化的关键期。高温干旱影响油茶果实发育、引起落花、落果已经成为制约油茶产业发展的一个主要障碍。油茶属于耐干旱树种,油茶耐旱机制的研究是培育油茶高抗逆品种、保证油茶产量的理论基础。为全