基于微槽群復(fù)合相變冷卻技術(shù)的變壓器短路溫度特性研究.pdf

1、電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一，它對(duì)電網(wǎng)中電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性、分配的合理性、使用的安全性和系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性都具有重要的意義。變壓器在系統(tǒng)中運(yùn)行，短路的發(fā)生是人們竭力避免而又不能絕對(duì)避免的，其承受短路能力的大小直接關(guān)系到電網(wǎng)是否能夠安全可靠的運(yùn)行。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展以及國(guó)家對(duì)電網(wǎng)的不斷投建與改造，越來(lái)越多的大型電力變壓器在電網(wǎng)中被投入使用，但在其運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)變壓器受到短路沖擊電流作用時(shí)，因其承受短路電流的能力不足、熱穩(wěn)定性

2、差而引起的變壓器絕緣擊穿及損毀事故屢見(jiàn)不鮮，這已成為電力變壓器中的突出問(wèn)題。為此，尋求更好的變壓器散熱冷卻方式，提高其抗短路能力勢(shì)在必行。
　　本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)電力設(shè)備冷卻技術(shù)的研究現(xiàn)狀，立足于工程實(shí)踐應(yīng)用，根據(jù)傳熱學(xué)基本原理及經(jīng)典試驗(yàn)換熱準(zhǔn)則，分析了電力變壓器的內(nèi)部熱源及散熱方式。闡述了目前變壓器的各種散熱冷卻方式并指出其缺點(diǎn)或不足之處，分析得出了傳統(tǒng)散熱冷卻方式下變壓器繞組的短路溫度特性。詳細(xì)介紹了微槽群復(fù)合相變冷卻技術(shù)（簡(jiǎn)稱

3、為MGCP）及其應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，將微槽群復(fù)合相變冷卻技術(shù)應(yīng)用于變壓器，應(yīng)用大型有限元軟件ANSYS分析計(jì)算了基于MGCP的大型油浸式電力變壓器的短路溫度特性。
　　首先，論述了MGCP應(yīng)用于變壓器散熱冷卻的可行性，分析了采用MGCP的變壓器冷卻系統(tǒng)的組成及工作原理，得到了基于MGCP的變壓器模型，并指出了基于MGCP變壓器冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
　　其次，應(yīng)用ANSYS軟件建立變壓器模型，以變壓器繞組為求解區(qū)域，對(duì)傳統(tǒng)散熱方式下

4、實(shí)心繞組和基于MGCP空心繞組進(jìn)行計(jì)算求解。對(duì)于采用MGCP的空心繞組，通過(guò)控制壓強(qiáng)的方法設(shè)定繞組內(nèi)液體工質(zhì)的相變溫度分別為60℃、70℃、80℃。計(jì)算了變壓器額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，傳統(tǒng)實(shí)心繞組和基于MGCP空心繞組的溫度場(chǎng)，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了基于MGCP的變壓器具有散熱效率高、溫控能力好等優(yōu)點(diǎn)；研究了變壓器發(fā)生短路時(shí)，傳統(tǒng)實(shí)心繞組和基于MGCP空心繞組承受不同短路電流3s、5s、10s后的最高溫度節(jié)點(diǎn)的溫度；對(duì)比了變壓器發(fā)生短