油浸式变压器具有散热好、损耗低、容量大、价格低等特点。目前电网上运行的电力变压器大部分为油浸式变压器。其中80%以上的油浸式变压器采用自然油循环冷却方式。为了解决变压器的“噪音扰民”问题和“油流带电”问题,在大型变压器上也开始采用自然油循环冷却方式。 自然油循环变压器较以往强油循环变压器铜油温差加大,热问题就更加突出。而变压器厂现在普遍采用的油浸式变压器温升工程计算方法不能很好的与实际的温升相符合,有时偏离很大。 本文立足于工程实际应用,根据传热学基本原理和经典试验换热准则式,通过对变压器发热冷却原理进行分析和研究,建立了一套能够计算大型自然油循环导向结构变压器平均油温升、顶油温升、绕组温升的计算方法,并对影响变压器温升的主要因素(如总损耗、散热器位置、线饼辐向尺寸、线饼表面热流密度)进行了分析。该算法适用于自然油循环导向结构变压器自然风冷却和强风冷却的情况。 本算法在计算平均油温升时,基于散热器的结构特点及其换热原理,考虑了散热器尺寸参数,如散热器中心距、片数、组数、片宽、片厚等对散热效果的影响;通过理论分析自然风冷却和强风冷却的不同换热特点,不仅在选用经典试验换热准则式时有所区别,而且进一步考虑了强风冷却时风扇对加强换热的影响;这两种冷却方式的主要区别在于空气侧换热,因此也考虑了对流和辐射不同程度的影响。计算平均绕组温升时,由于导向结构的特点,本文分析了水平和垂直油道中油流速的不同,考虑了导向区数、各导向区油道数、平均水平油道高度等与油流速的计算关系。 根据此算法编写了可以直接被变压器厂家使用的通用计算软件。此软件使用方便,并具有便捷的数据存取功能。计算结果用试验数据进行验证,吻合良好,可以满足工程使用需要。