由于经济的发展、生活的需要,越来越多的大容量变压器并网使用,其中,油浸自冷式变压器占比最大。绕组的温度分布因复杂的内部环境而受到多种因素的影响,油浸式变压器中的绕组绝缘纸是绝缘系统重要组成部分,是一种热的不良导体,均匀地外包住绕组并长期浸泡于变压器油中,对绕组与变压器油之间的热量传递形成阻隔效果。绝缘纸外包绕组不利于绕组的散热,较无绝缘纸情况下绕组温度更高,而绝缘纸作为热量传递中的一部分往往被忽略掉。为分析绝缘纸外包绕组时对绕组温升的影响,本文以云南某公司生产的10000KVA/35KV型油浸式变压器为研究对象,运用流体力学仿真软件ANSYS CFX对自然油循环式变压器按照实际尺寸进行建模,建立自然油循环式变压器绕组区域温度场与流场的耦合传热模型,分析绕组在绝缘纸外包时的热点温度及温度分布。利用光纤光栅温度传感器对该型号变压器绕组温度进行测温实验,将所得结果与仿真结果进行对比,通过光纤温度传感器直接测量绕组温度的实验验证仿真模型的有效性。为研究绕组在外包不同厚度和不同层数的绝缘纸时的温度变化,本文利用验证后的物理模型根据不同情况下的绝缘纸热阻进行仿真分析,得到不同情况下绝缘纸与绕组温度的关系,据此能准确获得绕组热点温度,对保护内部绝缘系统,延长使用寿命,在工程应用上具有指导意义。本文的主要内容如下:(1)基于傅里叶导热定律,设计稳态双热流计实验得到不同厚度、不同层数的绝缘纸的热阻特性。依据变压器的真实结构尺寸,使用有限元软件ANSYS CFX联立固体域绕组及流体域变压器油建立三维物理模型进行传热计算,计算在实际厚度绝缘纸外包绕组时绕组的温度分布。(2)通过在变压器内布设多个不同位置的光纤Bragg光栅温度传感器来实时检测绕组的温度。为了验证所建立的物理模型的相比忽视绝缘纸的建模更有优越性,为研究多种情况下绝缘纸与绕组热点温度及温度分布的关系提供理论依据及准确的物理模型,需要将测得的实验数据与仿真结果进行联立分析。(3)以三维耦合模型为基础,根据绝缘纸热阻实验得到的结果,对不同厚度绝缘纸外包绕组不同层数进行控制变量的仿真计算,得到绝缘纸与绕组温度间的关系。本文使用的研究方法即按照变压器实际尺寸建立物理模型同样适用于其他型号的变压器,为准确得知绕组热点温度提供了参考。