油浸式电力变压器绕组温度场二维仿真分析

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1、第46卷第9期Vol．46No．92009年9月TRANSFORMERSeptember2009专题综述油浸式电力变压器绕组温度场的二维仿真分析温波，刘爽，冯加奇，陈玉红（沈阳变压器研究院，辽宁沈阳110179）摘要：介绍了用于计算油浸式电力变压器绕组温升的FLUENT模型，对其模拟方案进行了分析，并对油浸式电力变压器绕组的温度场分布及热点温度进行了研究。关键词：电力变压器；绕组；温度场；分析＋中图分类号：TM401．1文献标识码：B文章编号：1001－8425（2009）09－0035－04TwoDimensi

2、onalSimulationAnalysisofWindingTemperatureFieldofOil-ImmersedPowerTransformerWENBo,LIUShuang,FENGJia蛳qi,CHENYu蛳hong（ShenyangTransformerResearchInstitute,Shenyang110179,China）Abstract：TheFLUENTmodelforwindingtemperatureriseofoil-immersedpowertransformerisprese

3、nted.Thesimulationprojectisanalyzed.Thetemperaturefielddistributionandthehotspottemperatureofwindinginoil-immersedpowertransformerareresearched.Keywords：Powertransformer；Winding；Temperaturefield；Analysis算软件只能计算绕组内部的平均温升和绕组对油的1引言平均温升，FLUENT仿真软件与传统计算温升的软电力变压器是电

4、网中的主要电气设备，它对电件相比，其优越性在于FLUENT云图技术不仅可以能的传输、分配及使用具有重要意义。实现传统计算软件的功能，还可以清晰展示变压器变压器运行时，铁心、绕组和金属结构件均要产绕组内部各点流场和温度场的分布情况。尤其是变生损耗。这些损耗将转变成热量发散于周围介质中，压器绕组温度场分布效果图可为光纤测量变压器绕从而使变压器发热和温度升高。变压器绕组的热点组热点温度时的定位提供依据。FLUENT软件适用温升是衡量变压器设计优劣的一个重要指标。为了于各种油浸式电力变压器冷却方式中的绕组-油温解变压器内

5、部的油流和温度分布的特点、绕组温升升计算。笔者利用FLUENT仿真软件分析、计算了与各种流动条件和几何结构的关系，以及如何准确SZ11-40000/66自冷变压器绕组内部的温度分布。计算绕组流量分配和绕组温升，各变压器制造厂做2FLUENT模型的建立了大量研究工作。变压器在运行中绕组温度分布是不均匀的，如2.1物理模型果绕组出现局部过热，将直接影响变压器的安全与由于变压器的外形尺寸较大而且结构多样复寿命，因此实时监控绕组热点温度是必要的。杂，在实际运行过程中，其流场呈对称分布，所以使IEC60076-2Ed.3已

6、把用光纤传感器测量热点温度用FLUENT软件计算变压器绕组温升建立实体模列入其标准规定中。目前选用光纤测温是在强电磁型时，对其进行了简化处理。所选变压器绕组为三相环境下变压器的最佳测温方案。对称，每一绕组的每饼呈几何对称，垂直油道是轴对本文中笔者使用FLUENT仿真软件对变压器称结构，垂直于纸面方向上的流速为0，各相关量变绕组内部温度场分布进行了分析研究。传统温升计化率也为0，即绕组温度场的分布沿变压器绕组圆36第46卷周方向没有梯度变化，可以用二维轴对称圆柱模型0。变压器油的主要物理参数如表1所示。来计算变压器

7、绕组的温度场。表1变压器油物理参数2.2网格剖分Table1Parametersoftransformeroil利用FLUENT软件可对流体及热传递等方面物理参数拟合公式的问题进行研究，并可用来模拟从高度不可压缩到密度DEN=894-0.6(T-273)可压缩范围内的复杂流动。FLUENT因具有多种求动力粘度VIS=11.71exp(-0.02T)解方法和多重网格加速收敛技术、灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型3计算结果分析等优点，使其在诸多方面得到广泛的应用。FLUENT软件采用完全非结

8、构化网格的有限体3.1绕组流场分布积法，而且具有网格节点和网格单元的梯度算法。划图2给出的是SZ11-40000/66高压绕组油流分分网格是FLUENT模拟中的关键，网格质量的好坏布图。从图2中可以看出，在一个油区内水平流速并直接关系到模拟能否进行及能否得到正确的结果。不相同，靠近两端部流速较大，中部油道流速较缓FLUENT软件是用于模拟具有复杂外形的流体流慢。油区中两端