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。采用自然油循环冷却方式的直接后果是铜油温差加大,变压器的热问题更加突出。目前国内外对大型自然油循环冷却方式变压器的热性能的研究还比较少,急需建立一套方便有效的预测最热点温度和位置的方法。 本文建立了一种能够计算大型自然油循环导向冷却结构变压器线圈温度场的方法。此方法简便、有效,用该方法编写的程序具有通用性强,使用方便等特点。 本文建立了传热与流动数学模型,完成了大型自然油循环导向冷却方式变压器的油流分布和绕组温度场计算。为变压器的设计和监控提供可靠的参数依据,进而为改善变压器结构设计提供帮助。其中,把油流分布简化为一维管网流动,并采用牛顿——拉普森法对其进行求解。根据变压器的特点,温度场的控制方程采用二维圆柱坐标下的导热微分方程。采用有限差分法对其进行求解。最终找到最热点的温度和位置。 本文用VC++和MATLAB语言编写的计算机源程序可以完成上述计算,最终确定出线圈中最热点的温度和位置。本程序适用于大型自然油循环导向冷却结构的变压器。对于导向区间个数,每区中油道个数,线饼和油道的几何尺寸没有特别的限制,可任意变化。本计算方法是针对每一柱线圈进行计算的,对变压器具有几柱线圈没有要求。 编写了可以直接被变压器厂家使用的计算软件。此软件使用方便,并具有强大的数据后处理功能。最终计算结果可以为用户分析变压器热性能提供方便可靠的依据。 计算结果用变压器平均油温升试验数据进行验证,吻合良好,可以满足工程使用需要。