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预装式变电站热负荷特性及散热研究

作　者: 肖永强
导　师: 简弃非；王凤杰
学　校: 华南理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 预装式变电站欧式箱变热负荷散热导热
分类号: TM63
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来经济的发展,城市供电格局发生了较大的变化,过去那种集中降压、长距离配电的方式已经大大制约着城市的供电发展,城网建设要求高压直接进入市区,深入负荷中心,因此预装式变电站广泛得到应用。预装式变电站的小型紧凑化就意味着其外形要尽可能地小,但是这种体积的减少势必会给其热量的散发带来负面的影响,若预装式变电站散热不畅将直接影响到其产品的可靠性能和使用寿命等,所以要实现高可靠性、小型紧凑化和少维护则需要对预装式变电站的通风散热情况进行研究。本课题依据预装式变电站的结构特点和应用情况,对预装式变压器的现状以及其内部高、低压配电装置、电力变压器和箱体做了介绍。在搭建的试验平台上实现对变压器内部温度分布的测量,进行了不同条件下的短路电流温升试验,得到了变压器内部的温度与时间之间的关系曲线。通过分别对油浸式变压器和预装式变电站进行了温升试验,对得到的数据进行比较分析和说明,为研究变压器内部的温度分布提供了数据支持。在此基础上,根据预装式变电站的热负荷特性和热量传递规律,基于数值模拟基础理论,通过建立预装式变电站的几何、物理、数学及离散网格模型运用CFD软件来模拟,得出变电站箱体内部温度分布、速度矢量分布以及出口处的温度与速度。由于在变电站内热量的主要来源是变压器室,高低压柜所产生的热量跟变压器室相比是比较小的,所以研究变压器室内部变压器的热效应以及温度分布是必要的,从而在此基础上利用Gambit建立模型,分析其随时间变化的内部温度分布云图以及计算达到稳定之后变压器内部温度的分布。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-24
  1.1 课题背景和研究意义  11-14
    1.1.1 课题背景  11-12
    1.1.2 研究意义  12-14
  1.2 预装式变压器简介  14-20
    1.2.1 预装式变压器概述  14-16
    1.2.2 高压配电装置  16-17
    1.2.3 电力变压器  17-19
    1.2.4 低压配电装置  19
    1.2.5 箱体  19-20
  1.3 国内外研究概况  20-22
  1.4 论文主要研究内容  22-23
  1.5 本章小结  23-24
第二章预装式变压器温升试验及性能分析  24-36
  2.1 温升试验的变压器及试验现场  24-26
  2.2 试验方法和目的  26-28
  2.3 试验内容  28-29
  2.4 预装式变电站的热分析  29-30
    2.4.1 油浸式变压器的热分析  29-30
    2.4.2 预装式变电站箱内的热分析  30
  2.5 油浸式变压器试验结果及温升计算  30-32
    2.5.1 冷热态电阻  30-31
    2.5.2 顶层油温度及温升  31-32
  2.6 预装式变电站试验结果及温升计算  32-35
    2.6.1 冷热态电阻  32-33
    2.6.2 顶层油温度及温升  33-35
  2.7 本章小结  35-36
第三章数值模拟基础理论及FLUENT 介绍  36-46
  3.1 数值模拟理论  36-38
    3.1.1 控制方程  36-38
  3.2 模型的离散求解  38-42
    3.2.1 控制方程的离散方法  39-40
    3.2.2 空间离散格式  40-41
    3.2.3 常用离散控制方程组的求解方法  41-42
  3.3 FLUENT 软件介绍  42-45
    3.3.1 FLUENT 一般求解过程  43-45
  3.4 数值计算与实验测试误差的影响与比较  45
    3.4.1 实验测量的影响  45
    3.4.2 数值模拟的影响  45
  3.5 本章小结  45-46
第四章变电站的模拟计算  46-60
  4.1 几何模型  46-47
  4.2 变电站箱体内部温度分布  47-52
  4.3 变电站箱体内部速度分布  52-56
    4.3.1 箱体内部速度分布  52
    4.3.2 截面速度分布  52-56
  4.4 变电站箱体出口速度与温度  56-58
  4.5 本章小结  58-60
第五章变压器内部温度分布  60-67
  5.1 变压器的热效应及温度分布  60-62
  5.2 几何模型的建立  62-63
  5.3 内部温度分布  63-64
  5.4 内部温度随时间变化  64-65
  5.5 本章小结  65-67
结论与展望  67-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
附录  75

预装式变电站热负荷特性及散热研究

内容摘要

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