基于有限體積法的分體式冷卻變壓器熱學三維仿真技術

魏本剛，吳楠楠，任曉明，戴明秋

(1. 國網上海市電力公司 電力科學研究院,上海 200437;2. 上海賽璞樂電力科技有限公司,上海 200437；3. 上海電機學院 電氣學院,上海 201306;4. 上海交通大學 電氣與電子工程學院,上海 200240)

0 引言

由于戶內及地下變電站中的變壓器處于封閉環境內,對散熱有著特殊的要求。常規的冷卻方式已無法滿足地下變壓器的冷卻要求,而分體式冷卻方式的散熱器安裝位置可以遠離變壓器本體,有利于冷卻效率的提高,且安裝簡單、經濟實用。目前,國內大型城市戶內及地下變電站中分體冷卻式變壓器使用較多,但相關的試驗與仿真研究很少,對于不同分體式冷卻方式的布置位置對繞組熱點及整體溫升的影響沒有準確的研究結論,無法定量分析分體式冷卻方式的冷卻效能。近年來,國內關于油浸式變壓器的溫度場數值模擬分析多處于二維模型階段,相比精確的三維模型,其無法全方位得到油浸式變壓器整體的溫度分布,在計算結果上也無法確保精確性。有些研究雖然進行了三維模擬計算,但并未考慮散熱器的仿真模型。隨著戶內變電站和地下變電站的大力發展,分體式冷卻技術的比例將逐漸增大,因此通過有限體積法求解三維分體冷卻式變壓器內部溫度場,定量分析不同分體式冷卻布置方式下繞組熱點溫度具有十分重要的工程意義。

本文對一臺640 kV·A、10 kV的油浸式變壓器(冷卻方式:ONAF)進行分體式冷卻改造,基于不同的分體……