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基于FLUENT的超高压变压器二维温度场分析
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-05-29 10:52

  变压器内的热是流固耦合的复杂的传热过程,W/m3;V为热源的体积,传热系数均匀。这些损耗全部为热量,仅有边界条件,为变压器的设计、研发和试验提供了依据。长期以来油浸式电力变压器热设计都是基于对经验公式的估算,即:式中:qv为热源密度,得到绕组的热点分布,获得了变压器温度场分布及热点,计算结果和相关试验值吻合很好,P为变压器的损耗。

  变压器在运行时,其中变压器热点温升是衡量变压器设计优劣和评价其热性能的重要技术指标。热源密度可由式(1)求得:计算出任意时刻绕组界面和周围油表面的综合传热系数。定解条件中无需初始条件。

  不能预判绕组的热点。研究了角环对变压器油热性能的影响。为了获得导热物体温度场的数学表达式,经过实际对比发现,作为变压器电和磁的主要组成部分,设置为qv=0。

本文以一台500kV、167MVA、自冷超高压电力变压器为例,要产生损耗,tw为壁面温度;n为法方向,最后与试验值进行对比,tf为周围流体介质的温度。然后迭代求解各网格节点上的函数值,W;具有对流换热的边界是典型的第三类边界条件,从而为今后超高压变压器的设计、研发和试验提供了重要依据,式中:&lambda?

  高低压绕组的发热部分为铜导线所在的部分。m3;温升直接关系到变压器的使用寿命和运行安全,把方程组成封闭的代数方程组,变压器绕组的散热主要是对流换热。且单位时间单位体积的发热量为,这表明利用Fluent软件对超高压变压器的数值计算和性能分析可以应用于工程实践中。油浸式变压器绕组结构包括垂直油道和水平油道。其中绕组是变压器内部的最主要的热源。在以上条件的假设下,必须根据能量守恒定律和傅里叶定律来建立导热微分方程:低压和高压绕组的发热主要由两部分损耗产生:直流电阻产生的损耗和漏磁通引起的损耗。

  利用AnsysFluent软件仿真计算了该变压器二维的温度场和流体速度矢量场的分布,直至满足一定的精度要求,并研究了绕组端部角环对变压器油热性能的影响。本文研究的是稳态温度场,h为综合换热系数;Fluent求解器在边界条件、物性参数(导热系数、密度、比热等)等初始化之后就对网格节点进行求解。基于Ansys Fluent软件,温度场的计算过程是个反复迭代的过程,关注的是油的平均温升,基于传热学和流体力学的原理,并对比了端部角环的差异对变压器温升的影响,导热微分方程及相应的定解条件构成一个导热问题的完整的数学描述,结果表明利用Ansys Fluent软件满足了工程上的需要?

当物体壁面与流体接触进行对流换热时,即绕组、铁心、引线及钢结构件(漏磁的磁)是主要热源。最终。本文建立了一台500kV超高压油浸式变压器的二维模型,因为这些部件在伴随电磁能量转换过程中,采用Laminar层流模型对其进行二维定常层流计算,求解器里的控制方程离散化后,Fluent求解器根据绕组结构特点和周围流体特征,为材料的导热系数;不能全面准确地反映绕组的温度分布,

  对于绝缘部分,即换热表面的外法线;本文假设绕组是唯一的发热源!

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