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在电力传输系统中配电变压器是电能传输的重要设备之一,也是用量最多的变压器,选用NX1级节能配电变压器投网运行,对降低变压器损耗及实现电力系统经济运行对节能减排有着重要意义。目前我国农村地区配电变压器大部分时间利用率低,但在春节和农忙时,用电负荷激增导致配电变压器在短时间内过负荷运行的情况比较严重,城市地区夏季空调类降温负荷也会在用电负荷高峰期导致配电变压器严重过负荷。针对这种情况本文以S-M-630/10-NX1配电变压器为例,研制一种有较高过负荷能力的NX1级能效配电变压器,在不改变其容量的情况下大大增强其过负荷能力,它既能应对短时负荷高峰,同时在正常月份也可保持较高的负载率运行和较低的损耗水平,以减少运行维护成本,提高变压器运行经济性。
设计过程中首先用经典热对流理论对比分析了均匀高温绝缘系统油浸式配电变压器和一般A级油浸式绝缘配电变压器的通风、散热效果,参考国家标准中高温均匀绝缘系统油浸式配变的过负荷温升限值,得到均匀高温绝缘系统配电变压器的热点温度计算模型。通过类比分析常规绝缘油浸式配电变压器和均匀高温绝缘系统配电变压器在长时急救负荷下的允许过载电流倍数,以及两者的耐热能力差异。理论计算结果表明均匀高温绝缘系统配变的通风、散热能力为一般用A级绝缘系统配电变的80%左右,但过热能力可超过一般用A级绝缘系统配变的20%,由此提出均匀高温绝缘系统S-M-630/10-NX1油浸式配电变压器的结构优化设计方案。
然后利用ANSOFTMaxwell集成电磁场软件和TransientThermal温度场模拟软件,对均匀高温绝缘系统S-M-630/10-NX1配电变压器结构优化设计以后的电磁场和温度场进行仿真模拟,验证了设计的合理性。
最后,产品试制完成,变压器型式试验结果验证了变压器结构设计优化方案的合理性,试验结果表明:采用均匀高温绝缘系统的S-M-630/10-NX1配电变压器在满足NX1级能效的基础上,虽然总成本提高了部分成本,但变压器长期急救负载下的热点温升由100K提升至130K,大大提高了配电变压器的长时过负荷带载能力。
设计过程中首先用经典热对流理论对比分析了均匀高温绝缘系统油浸式配电变压器和一般A级油浸式绝缘配电变压器的通风、散热效果,参考国家标准中高温均匀绝缘系统油浸式配变的过负荷温升限值,得到均匀高温绝缘系统配电变压器的热点温度计算模型。通过类比分析常规绝缘油浸式配电变压器和均匀高温绝缘系统配电变压器在长时急救负荷下的允许过载电流倍数,以及两者的耐热能力差异。理论计算结果表明均匀高温绝缘系统配变的通风、散热能力为一般用A级绝缘系统配电变的80%左右,但过热能力可超过一般用A级绝缘系统配变的20%,由此提出均匀高温绝缘系统S-M-630/10-NX1油浸式配电变压器的结构优化设计方案。
然后利用ANSOFTMaxwell集成电磁场软件和TransientThermal温度场模拟软件,对均匀高温绝缘系统S-M-630/10-NX1配电变压器结构优化设计以后的电磁场和温度场进行仿真模拟,验证了设计的合理性。
最后,产品试制完成,变压器型式试验结果验证了变压器结构设计优化方案的合理性,试验结果表明:采用均匀高温绝缘系统的S-M-630/10-NX1配电变压器在满足NX1级能效的基础上,虽然总成本提高了部分成本,但变压器长期急救负载下的热点温升由100K提升至130K,大大提高了配电变压器的长时过负荷带载能力。