变压器温升的一种计算方法.pdf

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1、第35卷第11期变压器Vol.35No.111998年11月TRANSFORMERNovember1998分体式全自冷变压器温升的一种计算方法姜建松王生清(宁波变压器厂,宁波315032)摘要:分析了变压器的发热和散热机理,介绍了分体式全自冷变压器温升的一种计算方法,并给出了计算实例。关键词:分体式空气自冷变压器温升计算AMethodofTemperatureRiseCalculationforDiscreteTypeONANTransformerJiangJiansongandWangShengqingNingboTransformerWorks,Ningbo31

2、5032Abstract:Theheatgeneratinganddissipatingmechanismareanalysed.Amethodoftemperaturerisecalculationisintroducedandacalculationexampleisgiven.KeyWords:Discretetype,ONAN,Transformer,Temperaturerise,Calculation热器散发到周围的空气中。热量的散发通过导1背景热、对流和辐射三种形式。具体地说,从绕组和城网变电所对噪声往往有严格的要求。变铁心的内部到其表面热量主要靠导热

3、形式散电所中的主要噪声源是变压器,这样就要求对发,从绕组和铁心表面到变压器油中热量主要变压器采取降低噪声的措施。有一种解决办法靠对流的形式散发。散发到变压器油中的热量是采用分体式变压器,即把发出噪声的根源使油箱中的变压器油温度上升,密度下降,产生变压器本身密闭在隔音措施良好的房子热浮力,而变压器油在热浮力的推动下,从油箱内,而通过油管连接,把散热器置于通风良好上部进入连接油管,通过油管进入散热器。变处,以便散热。由于分体式变压器与普通变压压器油在散热器中经过和外面空气的热交换,器相比,增加了长的连接油管,对温升有明显的使散热器中的变压器油温度降低,从油箱下部影响,而

4、普通变压器的温升计算公式并未计及进入连接油管,通过油管重新进入变压器油箱,长油管的阻尼作用,因此本文介绍了一种分体形成自然循环。在这个循环中,热量从变压器式全自冷变压器的温升计算方法,并通过实例油传给油箱和散热器内壁,由油箱和散热器内加以验证。壁传到外壁,然后主要通过对流和辐射形式散到空气中。2物理过程3散热热量变压器在运行时产生的损耗(包括空载损耗和负载损耗)以热的形式通过油、油箱壁和散根据文献[1],散热热量有导热、对流和辐14变压器第35卷射三种形式。其中,导热热量为:式中ρ0定性温度下变压器油的密度,t31-t2kg/mQ=,W(1)Rrg重力加速度,m/s

5、2式中t1、t2物体两表面温度,℃β定性温度下变压器油的体积膨胀Rr导热热阻,℃/W系数,1/℃第二种为对流放热过程所传递的热量:Q=αF(tf-tw),W(2)5压力损失2式中α对流放热系数,W/(m·℃)根据文献[1],整个回路油流的压力损失2F对流换热面积,m为:tf、tw分别为流体和壁面温度,℃PL=∑hy+∑hj(6)第三种为辐射方式传递的热量:式中hy沿程压力损失4Q1-2=ε12F1Ψ1-2[C0(T1/100)-lρv24hy=λ·,Pa(7)C0(T2/100)],W(3)ds2式中Q1-2表面1以辐射方式传递给表面hj局部压力损失22的热量ρvh

6、j=ζ·,Pa(8)22F1表面1的面积,m式中λ沿程阻力系数T1、T2表面1和表面2的温度,Kζ局部阻力系数Ψ1-2表面1对表面2的角系数v平均流速,m/sε12物体1和物体2的系统黑度l计算沿程损失hy的那段油路长,m2C0黑体的辐射系数,5.77W/(m·ds上述油路的水力直径,m4K)6变压器油面温度θ2的计算4热浮力由于变压器本体密闭在房子内,油箱部分当变压器散热和发热达到平衡时,有温度的散热不计,变压器的损耗全部通过上述的导θ1、θ2,根据文献[2],变压器的温度分布如图1热、对流和辐射通过散热器散发掉。所示。P=Q(9)根据文献[1],大空间自然对流放

7、热的努赛n特数计算式Num=C(GrPr)m。式中的下标m表示流体的定性温度tm,取壁面温度tw和流体温度tf的平均数tm=0.5(tw+tf),其中Gr为葛拉晓夫数,Pr为普朗特数。对于竖平板及竖圆柱有:层流:C=0.59,n=1/4〔适用范围图1变压器的温度分布49(GrPr)m=10～10〕变压器油密度随温度变化产生的驱动压紊流:C=0.12,n=1/3〔适用范围(GrPr)m力差为:912=10～10〕Δp=∮ρgdh(4)对于空气冷却的变压器散热器,由于空气ABCFA的温度在10～40℃,热表面温度在50～100℃,Δp=ρ0gβ0∮θ(h)dh(5)