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预装式变电站热负荷特性及散热研究

肖永强  
【摘要】:近年来经济的发展,城市供电格局发生了较大的变化,过去那种集中降压、长距离配电的方式已经大大制约着城市的供电发展,城网建设要求高压直接进入市区,深入负荷中心,因此预装式变电站广泛得到应用。预装式变电站的小型紧凑化就意味着其外形要尽可能地小,但是这种体积的减少势必会给其热量的散发带来负面的影响,若预装式变电站散热不畅将直接影响到其产品的可靠性能和使用寿命等,所以要实现高可靠性、小型紧凑化和少维护则需要对预装式变电站的通风散热情况进行研究。 本课题依据预装式变电站的结构特点和应用情况,对预装式变压器的现状以及其内部高、低压配电装置、电力变压器和箱体做了介绍。在搭建的试验平台上实现对变压器内部温度分布的测量,进行了不同条件下的短路电流温升试验,得到了变压器内部的温度与时间之间的关系曲线。通过分别对油浸式变压器和预装式变电站进行了温升试验,对得到的数据进行比较分析和说明,为研究变压器内部的温度分布提供了数据支持。 在此基础上,根据预装式变电站的热负荷特性和热量传递规律,基于数值模拟基础理论,通过建立预装式变电站的几何、物理、数学及离散网格模型运用CFD软件来模拟,得出变电站箱体内部温度分布、速度矢量分布以及出口处的温度与速度。 由于在变电站内热量的主要来源是变压器室,高低压柜所产生的热量跟变压器室相比是比较小的,所以研究变压器室内部变压器的热效应以及温度分布是必要的,从而在此基础上利用Gambit建立模型,分析其随时间变化的内部温度分布云图以及计算达到稳定之后变压器内部温度的分布。


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