一种油浸式变压器温度场获得方法技术

本发明专利技术提供一种油浸式变压器温度场获得方法，通过输入油浸式变压器参数搭建油浸式建变压器三维模型，计算绝缘油振动特性得到绝缘油微团振动速度，将振动速度耦合到常规模型的传统温度场计算方法中。同时计算粘性体积膨胀力产生的自然对流传热和绝缘油振动对油浸式变压器温度场的影响，得到油浸式变压器温度场的表面散热系数和修正模型。将绝缘油振动这一因素耦合进温度场的计算中，消除在计算油浸式变压器温度场时体静止这一不合理假设，使得计算获得的温度场耦合温度下降，给变压器在设计时对于温度场最高温度的评估提供参考。时对于温度场最高温度的评估提供参考。时对于温度场最高温度的评估提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种油浸式变压器温度场获得方法


[0001]本专利技术属于电气工程领域，涉及一种油浸式变压器温度场获得方法，具体涉及一种将绝缘油振动影响计算在内的油浸式变压器温度场获得方法。

技术介绍

[0002]目前，油浸式变压器在我国输配电网中扮演着越来越重要的作用。变压器运行过程中损耗产生热量使得温度上升，导致变压器热老化,甚至造成绝缘击穿，造成危险。因此得到变压器内部准确的温度场分布有着重要意义。
[0003]通常对于油浸式变压器内部的温度场，常规模型的计算方法中，我们计算对流散热时仅仅考虑粘性体积膨胀力产生的自然对流传热，而忽略压强合力产生的流体振动加速度。然而在常规模型的计算方法下得到的温度场温度由于忽略了绝缘油振动的影响，使得计算结果精确度下降，无法在变压器在设计时对于温度场最高温度的评估提供精确的参考。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，采用了如下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种油浸式变压器温度场获得方法，将绝缘油振动影响计算在内，其特征在于，包含如下步骤：
[0006]步骤S1，输入油浸式变压器参数，采用计算机自动建立油浸式建变压器三维模型；
[0007]步骤S2，根据所油浸式变压器三维模型，计算绝缘油振动特性得到绝缘油微团振动速度q
s
，和油浸式变压器的损耗；
[0008]步骤S3，根据绝缘油振动特性，将振动速度q
s
耦合到温度场计算方法中，得到油浸式变压器温度场的表面散热系数h
T
。
[0009]其中，步骤S3具体包括如下步骤：
[0010]根据绝缘油振动波的原相位与振动波传递到油箱表面后反射产生的反射波相位之间存在的相位差，对油浸式变压器温度场表面散热系数产生的影响，根据速度叠加公式：
[0011][0012]将流过变压器表面的绝缘油微团浮生力振动速度q
s
耦合到温度场计算中，得到油浸式变压器温度场的表面散热系数h
T
为：
[0013][0014]式中，k
f
为绝缘油导热系数；P
r
为普朗特数；L为特征长度；v为运动粘度；q
t
和q
s
为流过变压器表面的绝缘油微团浮生力流速和振动速度；C为两个速度的夹角余弦；k
p
、m、n为
常数。
[0015]根据φ＝Ah
T
ΔT，从而计算得到热流量φ，其中
△
T为接触面两边物质的温度差，A为传热面积。
[0016]进一步地，本专利技术提供的油浸式变压器温度场获得方法，步骤S2包括如下步骤：
[0017]步骤S2.1，根据油浸式变压器三维模型，计算油浸式变压器的电磁性能；
[0018]步骤S2.2，根据油浸式变压器的电磁性能，计算油浸式变压器的损耗；
[0019]步骤S2.3，根据油浸式变压器的电磁性能，计算绝缘油振动特性得到流过油浸式变压器表面的绝缘油微团振动速度q
s
。
[0020]设油浸式变压器中绝缘油振动产生的源相位为绝缘油振动传递到油箱表面反射产生的波的相位为设两者的相位差为得到：
[0021][0022]相位差随着时间动态变化，使绝缘油振动波产生一个反作用力作用于铁心与绕组表面，起到阻尼作用，抑制变压器振动，此过程反复迭代，直至达到一个稳态平衡，相位差是产生q
s
的原因。
[0023]专利技术作用与效果
[0024]根据本专利技术提供的油浸式变压器温度场获得方法，消除在计算油浸式变压器温度场时体静止这一不合理假设，将绝缘油振动这一因素耦合进温度场的计算中，使得计算获得的温度场耦合温度下降，给变压器在设计时对于温度场最高温度的评估提供参考。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例的温度场获得方法流程图；
[0026]图2是本专利技术实施例的绝缘油振动原理图；
[0027]图3是本专利技术实施例的温度实验图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图及实施例来说明本专利技术的具体实施方式。
[0029]<实施例>
[0030]图1是本专利技术实施例的温度场获得方法流程图
[0031]如图1所示，本实施例提供了的油浸式变压器温度场获得方法，进行如下步骤。
[0032]步骤S1，输入油浸式变压器参数，采用计算机自动建立油浸式建变压器三维模型。
[0033]步骤S2，根据所油浸式变压器三维模型，计算绝缘油振动特性得到绝缘油微团振动速度q
s
，和油浸式变压器的损耗，具体步骤如步骤S2.1～S2.3所述。
[0034]步骤S2.1，根据油浸式变压器三维模型，计算油浸式变压器的电磁性能；
[0035]步骤S2.2，根据油浸式变压器的电磁性能，计算油浸式变压器的损耗；
[0036]步骤S2.3，根据油浸式变压器的电磁性能，计算绝缘油振动特性得到流过油浸式变压器表面的绝缘油微团浮生力振动速度q
s
。
[0037]设油浸式变压器中绝缘油振动产生的源相位为绝缘油振动传递到油箱表
面反射产生的波的相位为设两者的相位差为得到：
[0038][0039]相位差随着时间动态变化，使绝缘油振动波产生一个反作用力作用于铁心与绕组表面，起到阻尼作用，抑制变压器振动，此过程反复迭代，直至达到一个稳态平衡，相位差是产生q
s
的原因。
[0040]步骤S3，根据绝缘油振动特性，将振动速度q
s
耦合到传统温度场计算方法中，得到油浸式变压器温度场的表面散热系数，具体步骤如下所述。
[0041]常规模型的计算方法中，仅计算粘性体积膨胀力产生的自然对流传热对所述油浸式变压器温度场的影响，得到油浸式变压器温度场的表面散热系数h
T
为：
[0042][0043]式中，k
f
为绝缘油导热系数；P
r
为普朗特数；L为特征长度；v为运动粘度；q
t
为流过变压器表面的绝缘油微团浮生力流速；C为两个速度的夹角余弦；k
p
、m、n为常数。
[0044]图2是本专利技术实施例的绝缘油振动原理。
[0045]如图2所示，根据绝缘油振动波的原相位，与振动波传递到油箱表面后反射产生的反射波相位之间存在的相位差对油浸式变压器温度场表面散热系数产生的影响，根据速度叠加公式：
[0046][0047]将振动速度q
s
耦合到传统计算方法中，得到油浸式变压器温度场的表面散热系数h
T
为：
[0048][0049]以上为本实施例的油浸式变压器温度场的修正模型。
[0050]根据φ＝Ah
T
ΔT，从而计算得到热流量φ，其中
△
T为接触面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油浸式变压器温度场获得方法,其特征在于，包含如下步骤：步骤S1，输入油浸式变压器参数，采用计算机自动建立所述油浸式建变压器三维模型；步骤S2，根据所述油浸式变压器三维模型，计算绝缘油振动特性得到绝缘油微团振动速度q
s
，和所述油浸式变压器的损耗；步骤S3，根据所述绝缘油振动特性，将所述振动速度q
s
耦合到温度场计算方法中，得到所述油浸式变压器温度场的表面散热系数，其中，步骤S3具体包括如下步骤：将所述振动速度q
s
耦合到温度场计算方法中，根据速度叠加公式：所述油浸式变压器温度场的表面散热系数h
T
按照下式进行计算得到：式中，k
f
为绝缘油导热系数；P
r
为普朗特数；L为特征长度；v...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓华，章李烽，吕舒艺，赵文彬，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：