舰船用浇注干式变压器箱体内气体流场分布数值研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文舰船用浇注干式变压器箱体内气体流场分布数值研究论文作者：杜林学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：动力工程指导教师：王秀春职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofpowerengineeringRESEARCHONINNERFLOWFILEDDISTRIBUTIONNUMERICALVALUEOFCASTRESINDRY-TYPEMARINETRANSFORMERSByD

2、uLinSupervisor:Prof.WangXiuchunDecember2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印

3、、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要随着我国综合国力不断加强，船舶工业得到了迅速的发展，船舶的数量以及吨位都有了大幅度提高，干式电力变压器具有安全性能好、结构简单、易于维护等优点在船舶上得到了广泛的应用。由于容量不断提高，干式变压器的散热一度成为阻碍其发展的关键因素，研究变压器内部流动情

4、况，改变其冷却结构，提高变压器的散热性能，变得十分有意义。本文根据一台容量为250KVA的干式电力变压原型，利用Gambit软件建立了合理的变压器三维模型，计算了变压器箱体内的流场和变压器的温度分布并与实验结果对比，证明了模型的可行性。设计了六个典型出口位置与实际变压器工作时的工况对比，同时对六个位置做了高负载与额定负载两类工况。模拟计算结果表明：负载250KVA和375KVA时流动情况类似，绕组最高温度都出现在低压绕组部分，从1号位置到7号位置绕组最高温度先逐渐降低，后逐渐升高,最低值都出现在4号位置，最高温度点都在1号位置，即变压器原出

5、口位置散热条件最不理想；375KVA时1号位置最高温度与4号位置相差12K，温升降低13.5%,250KVA时相差6.1K温升降低18.4%，因此对于不同负载条件下，改变进出口位置能有效降低最高温度，特别是变压器在高负载条件下运行时。出口位置在4号位置最优，其位于变压器进口对侧的上方，所以出口要尽量远离进口且位置比较高。3号与5号位置温度差距很小，散热情况仅次于4号位置。研究了变压器内部添加挡板的14种工况，添加挡板后绕组散热能力提高明显，高低压绕组温度都降低，特别是对低压绕组温度降低幅度较大，最高温度已经不出现在低压绕组位置，添加挡板后低

6、压绕组温升最高降幅可达70.8%，高压绕组温升最高降幅为42.6%。挡板位置位于变压器绕组高度的48.8%-58.3%这个区间最优，在48.8%-75%也是比较经济合理的。关键词：干式变压器，数值模拟，三维模型，进出口位置，挡板IABSTRACTChina’sshipbuildingindustrydevelopedrapidlyandthetotalnumberandtonnageofshiphavegreatlyimprovedasthecontinuousdevelopmentofcomprehensivenationalstreng

7、th.Thedry-typetransformer,withtheadvantagesofexcellentsafetyperformance,simplestructureandeasytobemaintained,hasbeenwidelyusedonboard.Duetotheincreasingcapacity,thecoolingofdry-typetransformeroncebecamethekeyfactorthathinderingitsdevelopment.Theresearchontransformerinnerfl

8、owsituation,changingthecoolingstructureandimprovementofthecoolingperformanceisquitemeanin