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研究高压变压器空气流动及对流换热的作用



  研究高压变压器空气流动及对流换热的作用

  散热器的总功耗等于高压变压器的总功耗减去变压器油箱的热损失。变压器底部油温取散热器出口处与变高压变压器箱进口处油温的平均值,以该值作为计算中线圈温升变化的起点,因而底部油温的变化将直接影响线圈的温度,由于散热器的主要作用是降低变压器底部油温,故散热器的工作效率对变压器线圈的温升产生重大影响。流动阻力、压力、以及散热器进出口的压力差是决定通过散热器空气流速的主要因素。

  计在LINDOM变电站进行了750MVA变压器的温升试验,将变压器非对称安置于无顶变压器室中,变压器共使用了8个散热器,排成2排,采用强迫油循环吹风冷却方式。最大负荷的功率损失约2MW。为研究高压变压器周围空气流动及对流换热的作用,采用了以下3种测试方案:

  (1)散热器距墙4m,以便研究在此空间里墙对变压器周围空气流动的影响。

  (2)散热器距墙2m,以便研究在缩小空间后墙对变压器周围空气流动的影响。

  (3)散热器距墙2m,在散热器下方加裙边以增强散热并阻止空气回流。

  对上述3种方案进行计算,并在正常操作条件下进行测量,每次测量间隔3h。方案1散热器虽无裙边但离墙较远,温升最低(37K);在方案2中,散热器既无裙边又离墙较近,变压器底部油温升最高(45K);在方案3中对散热器增加裙边后,温升明显降低(39K)。此结果说明,按方案1的方法增加变压器室的面积,能有效地降低变压器的底部油温,在散热器下方采用加裙边的方法,可使变压器室内空气分布更均匀,并提高了散热器的利用率,同样可降低油温。

  方案2的环境空气温升(13K)低于方案3的环境空气温升(15K),而方案2的变压器底部油温升(45K)却高于方案3的油温升(39K),这是由于在变压器功耗一定、变压器室内布置方案不变的条件下,对于方案2,散热器在无裙边时,变压器线圈等发热元件产生的热量聚集于油中不能有效地充分散失到空气中去,因而变压器底部油温升较高而环境空气温升较低;对于方案3,散热器因增加裙边而提高了散热效率,使变压器油温升明显降低,但从变压器多散出的能量被环境空气所吸收,因而环境空气温升明显提高。故方案3是以均衡变压器和环境空气温度的方法来达到降低油温的目的,这是一种经济、高效的方法。

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