换流变压器温度场分析与计算

• 作 者: 于佰鑫
• 机 构: 哈尔滨理工大学
• 出 处: 哈尔滨理工大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 换流变压器 温度场 涡流损耗 漏磁场

换流变压器作为高压直流输电系统中的重要设备,其肩负着为大型电网变电与配电的重任,随着我国对直流输电的投入与技术支持的增大,同时对换流变压器容量的要求也日益提高,而容量的增加也伴随着出现了一系列问题。容量越大会导致涡流损耗越大,涡流损耗会产生热量,由于换流变压器的复杂结构,极易造成局部过热现象。而局部过热会导致变压器绝缘老化等一系列问题,因此控制变压器的局部过热也成为亟待解决的问题。为了更好地了解变压器内部局部涡流损耗与温度场的分布情况,对其进行仿真与分析是必要的。本文以一台型号为OFAF-405200/530的换流变压器为例,首先应用ANSYS软件对其绕组进行建模,其中包括铁心、绕组、油区,利用“场-路”耦合方法并根据电磁学与相关有限元理论,对其绕组的漏磁场进行仿真与计算,并对其进行细致的分析。之后按每根导线为单元提取磁密值,通过计算得到涡流损耗的数值,对其趋势进行分析。其次,对变压器进行三维模型建立,在得到绕组漏磁场分布之后,将其数值与二维绕组仿真结果比对证实其可行后,经过计算得到变压器结构件漏磁场分布,之后得到涡流损耗分布云图,并根据具体实际情况对结构件涡流损耗值较大处提出改善措施。最后,利用FLUENT软件对变压器绕组、铁心、油区进行二维建模,利用温度场与流场的相关知识,对其进行求解与分析,得到整体的温度场与流速场分布情况,并对是否加设挡油板的不同情况进行仿真对比,结果证明加设挡油板对其温度场分布有一定影响。本文通过对变压器绕组与结构件的漏磁场、涡流损耗的计算与分析,得到其分布情况,并对其有屏蔽的情况进行模拟,得知屏蔽对降低其结构件损耗的作用。在整体模拟其温度场分布时适当增加挡油板数量,得到其对温度场分布的影响情况。