留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

油浸式变压器温度场的可控发热模拟装置研究

李洋 赵振刚 许晓平 李川 李英娜

李洋, 赵振刚, 许晓平, 李川, 李英娜. 油浸式变压器温度场的可控发热模拟装置研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(7): 1087-1092. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2019.20180276
引用本文: 李洋, 赵振刚, 许晓平, 李川, 李英娜. 油浸式变压器温度场的可控发热模拟装置研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(7): 1087-1092. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2019.20180276
Li Yang, Zhao Zhen'gang, Xu Xiaoping, Li Chuan, Li Yingna. Exploring Controllable Heating Analog Device of Oil-filled Transformer Temperature Field[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(7): 1087-1092. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2019.20180276
Citation: Li Yang, Zhao Zhen'gang, Xu Xiaoping, Li Chuan, Li Yingna. Exploring Controllable Heating Analog Device of Oil-filled Transformer Temperature Field[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(7): 1087-1092. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2019.20180276

油浸式变压器温度场的可控发热模拟装置研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2019.20180276
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51567013

国家自然科学基金项目 51667011

国家自然科学基金项目 61765009

详细信息
    作者简介:

    李洋(1991-), 硕士研究生, 研究方向为变压器绕组热点温度分布研究, 314293405@qq.com

    通讯作者:

    赵振刚, 副教授, 硕士生导师, zhaozhenganghit@126.com

  • 中图分类号: TM411

Exploring Controllable Heating Analog Device of Oil-filled Transformer Temperature Field

  • 摘要: 通过研究油浸式电力变压器的热生成与热传导机理,研制了一种内部热源的可控发热变压器模拟装置。利用热电偶传感器对内部热源的变压器进行多点测温,并把内部热源变压器绕组温度数据与油浸式变压器绕组温度进行分析和比较。结果表明,研制的变压器在额定功率工作条件下,顶层油温81.7℃,底层油温57.7℃,顶层绕组88.5℃,底层绕组72.9℃,顶层油温及关键节点温度和大型油浸式电力变压器绕组温度基本吻合,额定功率下最大温度偏差为0.5℃,1.3倍额定功率下最大温度偏差为0.6℃。
  • 图  1  变压器结构示意图

    图  2  研制变压器实物图

    图  3  传感器在垫片中安装示意图

    图  4  研制变压器监测系统示意图

    图  5  传感器安装现场照片

    图  6  传感器在垫片中安装示意图

    图  7  传感器现场安装照片

    图  8  研制变压器温度分布情况

    图  9  变压器数据与研制的变压器数据对比曲线

    表  1  变压器工作温度监测数据

    监测对象 距底部位置与绕组高百分比/% 工作条件/℃
    额定功率 1.3倍功率
    变压器油 100 81.5 83.8
    50 68.5 71
    0 57.3 61.5
    绕组 89.10 87.7 90.7
    67.30 86.6 90.4
    45.60 82.2 86.3
    23.60 76.2 81.2
    1.80 70.5 74.6
    下载: 导出CSV

    表  2  变压器数据与研制变压器数据对比

    距底部位置与绕组高百分比/% 额定功率 1.3倍额定功率
    变压器实测温度/℃ 研制变压器实测温度/℃ 温度偏差/℃ 变压器实测温度/℃ 研制变压器实测温度/℃ 温度偏差/℃
    1.8 70.5 70.6 0.1 74.6 75 0.4
    23.6 76.2 76.2 0 81.2 81.6 0.4
    45.6 82.2 82.7 0.5 86.3 86.9 0.6
    67.3 86.6 86.8 0.2 90.4 90.3 0.1
    89.1 87.7 87.5 0.2 90.7 90.9 0.2
    下载: 导出CSV
  • [1] 王有元, 袁园, 陈伟根, 等.变压器故障发生概率的多特征参量综合评估方法[J].仪器仪表学报, 2011, 32(8):1697-1703 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/yqyb201108003

    Wang Y Y, Yuan Y, Chen W G, et al. Fault probability evaluation method of power transformer based on multi-characteristic parameters[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2011, 32(8):1697-1703(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/yqyb201108003
    [2] 王丰华, 周翔, 高沛, 等.基于绕组热分布的改进油浸式变压器绕组热点温度计算模型[J].高电压技术, 2015, 41(3):895-901 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gdyjs201503025

    Wang F H, Zhou X, Gao P, et al. Improved thermal circuit model of hot spot temperature in oil-immersed transformers based on heat distribution of winding[J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(3):895-901(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gdyjs201503025
    [3] 杨娜娜.变压器油温与绕组温度的变化关系分析[J].科技与企业, 2015(10):202, 203 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kjyqy201510187

    Yang N N. Analysis of relationship between transformer oil temperature and winding temperature[J]. Science-Technology Enterprise, 2015(10):202, 203(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kjyqy201510187
    [4] 滕黎, 陈伟根, 孙才新.油浸式电力变压器动态热路改进模型[J].电网技术, 2012, 36(4):236-241 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dwjs201204042

    Teng L, Chen W G, Sun C X. An improved dynamic thermal circuit model of oil-immersed power transformer[J]. Power System Technology, 2012, 36(4):236-241(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dwjs201204042
    [5] 张海燕, 储晨昀, 李元媛.变压器温度场的有限元分析[J].变压器, 2011, 48(3):25-28 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jzgc201702033

    Zhang H Y, Chu C Y, Li Y Y. Finite element analysis of temperature field in transformer[J]. Transformer, 2011, 48(3):25-28(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jzgc201702033
    [6] Swift G, Molinski T S, Lehn W. A fundamental approach to transformer thermal modeling. Ⅰ. Theory and equivalent circuit[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2001, 16(2):171-175 doi: 10.1109/61.915478
    [7] Swift G, Molinski T S, Bray R, et al. A fundamental approach to transformer thermal modeling. Ⅱ. Field verification[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2001, 16(2):175-180 doi: 10.1109/63.911141
    [8] 廖延彪, 黎敏, 张敏, 等.光纤传感技术与应用[M].北京:清华大学出版社, 2009

    Liao Y B, Li M, Zhang M, et al. Optical fiber sensing techniques and applications[M]. Beijing:Tsinghua University Press, 2009(in Chinese)
    [9] Taheri S, Gholami A, Fofana I, et al. Modeling and simulation of transformer loading capability and hot spot temperature under harmonic conditions[J]. Electric Power Systems Research, 2012, 86:68-75 doi: 10.1016/j.epsr.2011.12.005
    [10] 李楠.变压器油温与绕组温度的变化分析[J].河南科技, 2017(21):92-93 doi: 10.3969/j.issn.1003-5168.2017.21.036

    Li N. Analysis of transformer oil temperature and winding temperature[J]. Henan Science and Technology, 2017(21):92-93(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1003-5168.2017.21.036
    [11] 张勇.变压器绕组温度在线监测及智能保护[J].通讯世界, 2017(12):217-218 doi: 10.3969/j.issn.1006-4222.2017.12.149

    Zhang Y. On-line monitoring and intelligent protection of transformer winding temperature[J]. Power Information, 2017(12):217-218(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1006-4222.2017.12.149
    [12] 单东雷.大型变压器绕组温度场的研究[D].北京: 华北电力大学, 2012: 7-8 http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10079-1013152211.htm

    Shan D L. The research on the temperature field of oil-immerged transformer winding[D]. Beijing: North China Electric Power University, 2012: 7-8(in Chinese) http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10079-1013152211.htm
    [13] 陈伟根, 刘娟, 曹敏.基于信息融合的变压器内部故障诊断方法[J].高电压技术, 2015, 41(11):3797-3803 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gdyjs201511037

    Chen W G, Liu J, Cao M. Diagnosis method of internal fault for transformers based on information fusion[J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(11):3797-3803(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gdyjs201511037
    [14] 王秀春, 陶军普.大型自然油循环导向冷却变压器温度场研究[J].变压器, 2008, 45(7):6-10 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/byq200807002

    Wang X C, Tao J P. Temperature field research of large forced-directed oil cooling transformer[J]. Ransformer, 2008, 45(7):6-10(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/byq200807002
    [15] Zhao Z G, Zhang Y J, Li C, et al. Monitoring of coal mine roadway roof separation based on fiber Bragg grating displacement sensors[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2015, 74:128-132 doi: 10.1016/j.ijrmms.2015.01.002
    [16] 张师帅.计算流体动力学及其应用[M].武汉:华中科技大学出版社, 2011:33, 110

    Zhang S S. Computational fluid dynamics and its application[M]. Wuhan:Huazhong University of Science and Technology press, 2011:33, 110(in Chinese)
  • 加载中
图(9) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  332
  • HTML全文浏览量:  152
  • PDF下载量:  14
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-03
  • 刊出日期:  2019-07-05

目录

    /

    返回文章
    返回