一种确定油浸式变压器冷却系统风量配置的速算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种确定油浸式变压器冷却系统风量配置的速算方法，所述方法考虑变压器向“轻量化、小型化”方向发展，冷却系统集约化是一种必然趋势，精确配置冷却风扇直径既能确保高效散热，又能避免造价高、质量重以及风损大等问题，与“轻”“小”理念相契合。所述方法包括建立计及风量变化关联式的热工水力模型、引入风量泄漏参数并进行油域与空气域之间共轭传热计算，获得反映散热器耦合热流体动态行为的特性参数，该方法是为了在设计和开发阶段快速获取油浸风冷模式下散热器的热特性因子与风损，以保证变压器冷却系统合理高效散热。以保证变压器冷却系统合理高效散热。以保证变压器冷却系统合理高效散热。

【技术实现步骤摘要】
一种确定油浸式变压器冷却系统风量配置的速算方法


[0001]本专利技术涉及一种确定油浸式变压器冷却系统风量配置的速算方法，用于快速、精准的获取变压器散热器内的重要流热特征参数，以相对较低的成本提供变压器散热器全局设计参数的关键信息，属于电力变压器高效冷却优化设计领域；

技术介绍

[0002]变压器作为电力系统的核心支撑设备，承担着变换电压、传输电能的重要作用。近年来，变压器朝“小型化、轻量化、集约化”方向快速发展，高效合理的冷却优化配置可以防止变压器温度超出限定值而面临绝缘击穿问题。为有效延长绝缘寿命，使其长期可靠运行，对外部冷却系统研究的重要性不言而喻；
[0003]当前对油浸式变压器冷却系统的研究主要是内部调控与外部结构优化，内部调控多采用有限元数值模拟计算，通过改变任意段油路结构从局部影响整体油温，有利于提升变压器的散热性能，外部优化则是改变散热器结构或风扇布置模式使散热效果最大化，关于变压器外部冷却风高效合理利用的相关文献报道很少。考虑到动车组狭小的空间内部结构，单个直径过小的风扇激励下，即只有小部分薄片散热良好，整体油温依旧过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定油浸式变压器冷却系统风量配置的速算方法，其特征在于包含如下步骤：步骤1：记录某一专用油浸式变压器的铭牌信息、散热器的结构特征参数、散热片的油道与风道参数、冷却风扇初始风速与风量、环境温度、散热器顶层入口油温与油流量，建立计及风量动态损耗关联式的变压器散热器热工水力模型；步骤2：根据所述的计及风量动态损耗关联式的变压器散热器热工水力模型，输入变压器散热器基本结构参数与冷却风扇的直径、初试风速与风量；步骤3：根据所述的热工水力模型，计算油流侧与空气侧的热特性参数；步骤4：根据获得的变压器油流热特性参数，以此作为判断散热器高效冷却的依据，确定散热器顶底层油温差大于期望值；如果否，调整单个风扇直径，并返回步骤3。2.根据权利要求1所述的一种确定油浸式变压器冷却系统风量配置的速算方法，其特征在于步骤1中，散热器在单个风扇激励下，Y1份散热片是自然对流(N)，此时散热功率为∑P
Nx
(x＝1,2
…
Y1)，Y2份是强迫对流(F)，此时散热功率是∑P
Fy
(y＝1,2
…
Y2)，总散热功率为P，变压器散热器热工水力模型基于能量守恒方程：P，变压器散热器热工水力模型基于能量守恒方程：P，变压器散热器热工水力模型基于能量守恒方程：P，变压器散热器热工水力模型基于能量守恒方程：式中，ρ
air
、Cp
air
、Q
air
为空气的比热容、密度及质量流量，ρ
oil
、Cp
oil
、Q
oil
为油的比热容、密度及质量流量，α
coef
是总传热系数，r是垂直于散热片的坐标高度，θ为综合流体物性、传热系数等参数确定的计算量，T
oil_in
与T
oil_out
分别是顶层入口油温与底层出口油温，T
air1
是入口空气温度，T
air2
是出口空气温度，ΔT
oil
‑
air
是冷却油与空气之间的温差，r
ra
是散热器高度；此外，热工水力模型中的传热系数计算如下：T
oil_in
＝T
oil_inF
＝T
oil_inNoil_inNoil_inN
式中，α
oil
油域传热系数，α
air
是空气域传热系数，α
Al
是铝制散热片的传热系数，T
oil_inN
和T
oil_inF
分别是自然对流与强迫对流时顶层入口油温，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王路伽，蔡镇潞，郭晨曦，张乐彬，邱亚博，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：