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电力变压器杂散损耗及相关热问题的计算与分析

作　者: 额尔和木巴亚尔
导　师: 李岩
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 电力变压器杂散损耗局部过热温度场屏蔽
分类号: TM411
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 108次
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内容摘要

随着电力变压器容量的增大,漏磁场越来越强,并在结构件中产生较大的杂散损耗。由于变压器结构的复杂性,损耗在变压器结构件中的分布不均匀,可能会引起局部过热,从而影响变压器正常运行。为了保证变压器正常运行,需要采取相应降低杂散损耗、防止局部过热措施。然而,如采取措施不合理,则不但没有效果反而会形成其它局部过热点。所以深入准确的研究漏磁场、杂散损耗和局部过热问题,并采取合理有效的措施降低杂散损耗、防止局部过热,具有十分重要的意义。本文首先应用电磁场有限元分析软件建立了TEAM Problem 21模型和实际变压器有限元模型,以非线性时谐场分析法计算其漏磁场、结构件涡流损耗和磁滞损耗,并将仿真结果与实验值相比较,验证了所用分析法的有效性和结果的准确性。进一步将此方法应用到一台700MVA/750kV型单相自耦变压器的漏磁场和杂散损耗计算中,分析其结构件的漏磁场和杂散损耗。在此基础上,根据结构件漏磁场及损耗分布特点,采取相应降低杂散损耗措施,包括拉板开槽、夹件采用磁屏蔽和磁分路、油箱采用电磁屏蔽和磁屏蔽等,并且分析了拉板槽、夹件屏蔽以及油箱屏蔽的结构尺寸对杂散损耗的影响,为变压器优化设计提供了参考依据。最后采用磁-热耦合计算法计算出油箱和夹件的温度场分布以及热点温度。在此基础上,分析局部过热问题,找出最热点,分析了磁屏蔽结构尺寸对油箱及夹件涡流损耗和最热点温度的影响。采取本文给出的屏蔽措施后,夹件和油箱热点温度明显降低,有效地防止了局部过热。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 课题背景和意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 关于电力变压器涡流场及杂散损耗问题研究现状  10-12
    1.2.2 电力变压器热问题研究现状  12-13
  1.3 课题研究的主要内容  13-14
第二章电力变压器漏磁场及杂散损耗计算与验证  14-32
  2.1 三维漏磁场及杂散损耗计算与验证  14-25
    2.1.1 数学模型及计算方法  14-19
    2.1.2 验证模型的建立  19-22
    2.1.3 计算结果及其验证  22-25
  2.2 单相旁柱式自耦变压器三维漏磁场及杂散损耗计算  25-30
    2.2.1 自耦变压器三维漏磁场计算模型  25-26
    2.2.2 单相旁柱式自耦变压器漏磁场计算与分析  26-29
    2.2.3 自耦变压器结构件损耗计算与分析  29-30
  2.3 小结  30-32
第三章电力变压器降低杂散损耗措施的研究  32-51
  3.1 电力变压器损耗效应及其判据  32-33
  3.2 拉板损耗的控制  33-35
  3.3 夹件损耗的控制  35-44
    3.3.1 夹件磁分路对夹件损耗的影响  35-39
    3.3.2 夹件磁屏蔽对夹件损耗的影响  39-44
  3.4 油箱损耗的控制  44-50
    3.4.1 油箱屏蔽材料对油箱损耗的影响  45
    3.4.2 油箱铜屏蔽结构尺寸对油箱损耗的影响  45-47
    3.4.3 油箱磁屏蔽结构尺寸对油箱损耗的影响  47-50
  3.5 小结  50-51
第四章基于磁-热耦合法的变压器温度场计算与分析  51-68
  4.1 变压器的换热特性  51-53
  4.2 变压器磁-热耦合计算模型  53-56
    4.2.1 磁热耦合有限元计算模型  53-54
    4.2.2 磁-热耦合有限元数学模型  54-56
  4.3 变压器散热系数的确定  56-59
    4.3.1 油箱散热系数的确定  57-58
    4.3.2 夹件散热系数的确定  58-59
  4.4 240MVA/500kV 型变压器磁-热耦合分析  59-67
    4.4.1 应用Ansoft 分析三维涡流场方法  59-61
    4.4.2 变压器结构件涡流损耗计算与分析  61-63
    4.4.3 温度场计算与分析  63-64
    4.4.4 局部过热问题分析  64-67
  4.5 小结  67-68
第五章结论  68-70
参考文献  70-73
在学研究成果  73-74
致谢  74

电力变压器杂散损耗及相关热问题的计算与分析

内容摘要

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