(2020年整理)毕业设计任务书(油浸式变压器非导向饼式绕组对流换热数值模拟).doc
油浸式变压器绕组热点温度计算的热路模型_江淘莎
1 基于热电类比法的变压器热路模型
1 .1 热电类比法的基本原理 根据模拟理论 , 若描述两个物理现象的微分方
程形式相同 , 只要两个载体的几何形状和边界条件
相似 , 则两者方程的解析解和实验解可以完全通用 。 这是热电类比法的基本理论依据[ 13] 。热电 类比法
中参量的定义及对应关系如表 1 所示 。
2第00395年卷7 月第371
期 日
Байду номын сангаас
高 电 压 技 术 H igh V olt age Engineering
V ol .35 N o .7
J uly 31 , 2009 · 1635 ·
油浸式变压器绕组热点温度计算的热路模型
江淘莎 , 李 剑 , 陈伟根 , 孙才新 , 赵 涛 (重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室 , 重庆 400044)
Rth = qθ。
(2)
但是由于变压器中对流换热时油的密度 、粘度
等性质会随温度发生改变 , 热量在不同介质之间对 流换热也导致热电阻与加在其两端的温度为非线性 关系[ 12] 。 则变压器热路模型中热阻定义为
Rth
= 1 θ1/ n 。 q
(3)
式中 , n 为常量 。
1 .2 变压器热路模型
结果进行了比较 , 能够得到较好的计算结果 。 说明基于底 层油温的变压器热点热路模型的有效可行 。
关键词 :油浸式变压器 ;变压器绕组 ;热点温度 ;顶层油温 ;底层油温 ;热路模型
中图分类号 :T M 83
文献标志码 :A
文章编号 :1003-6520(2009)07-1635-06
Thermal Model for Hot Spot Temperature Calculation in Oil-immersed Transformers
毕业设计任务书
山西电力职业技术学院继电保护及自动化专业毕业设计任务书题目：110KV变电所继电保护的设计及整定计算原始资料：1、待设计的某110KV降压变电所（1）110KV侧共有两回出线L101、L103，35KV侧共有五回出线L302、L303、L304、L305、L306，而10KV侧共有八回出线。
（2）与电力系统连接情况；①110KV侧L101线路接至110KV系统：②35KV侧有一回线路经306开关接至35KV地区电源系统。
（3）主变台数及容量：1台，每台容量：31.5MVA;绕组型式及接线组别:三相三绕组、Yo/Y/△-12-11；额定电压：110/38.5/11KV;短路电压百分数：高-中（17）、高-低（10）、中-低（6.5):绝缘型式：分级绝缘。
（4）110KV、35KV和10KV母线侧线路后备保护的最大动作时间分别为：110kv:2.5S、35kv:2.5S、10kv:2S。
2、电力系统主要参数：（1）110KV系统的最大等值正序电抗X max=6.6Ω,最小等值正序电抗X max=5.3Ω,35KV系统的最大等值电抗X max=9.2Ω,最小等值电抗X.max=8.1Ω(2)部分线路的主要参数如下表所示:L101：额定电压110KV;长度52KM;最大(额定)负荷51MVA;单位长度的正序电抗(Ω/KM)0.4L302：额定电压35KV;长度18KM;最大(额定)负荷6.3MVA;单位长度的正序电抗(Ω/KM)0.4L303:额定电压35KV;长度16KM;最大(额定)负荷6.3MVA;单位长度的正序电抗(Ω/KM)0.4L304额定电压35KV;长度32KM;最大(额定)负荷4MVA;单位长度的正序电抗(Ω/KM)0.4L305:额定电压35KV;长度21KM;最大(额定)负荷4MVA;单位长度的正序电抗(Ω/KM)0.4L306:额定电压35KV;长度25KM;最大(额定)负荷13.2MVA;单位长度的正序电抗(Ω/KM)0.4二、设计的主要要求1、根据本变电所主变压器的型式和容量，配置主变器的继电保护方案并对其主保护进行整定计算；2、配置线路L303、L304的继电保护方案并进行相应的整定计算。
油浸式变压器换热性能研究的开题报告
油浸式变压器换热性能研究的开题报告一、研究背景油浸式变压器是电力系统中使用广泛的一种电器设备，主要用于配电、输电和变压等。
其结构包括铁芯、线圈和绝缘油等部分，其中绝缘油不仅起到绝缘作用，还能够发挥散热的作用，使变压器内部的温度保持在合适的范围内，避免变压器损坏。
因此，研究油浸式变压器的换热性能，对于提高变压器的使用寿命、降低运行成本具有重要的现实意义。
二、研究目的本研究旨在通过对油浸式变压器的换热性能的研究，探索如下问题：1.油浸式变压器内部散热特性的变化规律。
2.不同工况下，油浸式变压器的换热特性的变化规律。
3.优化油浸式变压器的设计，提高换热效率。
三、研究方法本研究主要采用以下方法：1.综合文献资料通过查阅相关文献，了解油浸式变压器的结构设计和热力学特性，进而为研究问题提供基础性的理论知识。
2.温度测试通过对油浸式变压器内部的温度进行实时监测，分析不同工况下的温度分布及变化规律，进而推断散热效果。
3.热传递分析根据热力学公式，对油浸式变压器内部的传热过程进行分析和计算，并探索不同因素对热传递性能的影响。
4.数值模拟采用有限元方法，建立油浸式变压器内部传热过程的数值模型，并分析散热效能、温度分布等数据，为实验验证提供依据。
四、研究预期成果本研究预期可获得以下成果：1.探索油浸式变压器内部散热特性的变化规律。
2.分析不同工况下油浸式变压器的换热特性变化规律。
3.针对研究结果，对油浸式变压器的设计提出优化建议，提高换热效率。
五、研究意义本研究的意义在于：1.为油浸式变压器的优化设计提供指导性意见。
2.为提高油浸式变压器的稳定性和寿命提供科学依据。
3.为电力系统的可靠性提供技术支撑。
经过充分的研究，可以使油浸式变压器的散热性能更加稳定和高效，为电力行业带来巨大的经济效益和社会效益。
毕业设计任务书(步进式加热炉)
院长(系主任)(签字)：
年月日
注：此页装订在学生毕业设计说明书（论文）首页。
13-15周：撰写设计说明书并修改、打印、装订等，准备毕业答辩。
4、主要工作：
（1）写出设计说明书1份并完成整个炉子的主视、俯视、侧视图三视图的绘制。
（2）查阅1篇加热炉方面的英文文献，译成中文，累计0.3万汉字左右。并将论文摘要翻译成英文。
（3）参考文献至少7篇，其中1~2篇为外文文献。
指导教师(签字)：
毕业设计(论文)任务书
课题名称
轧钢厂220t/h步进式加热炉设计
课题类别
设计类
论文类
课题来源
生产实际
科研实际
社会实际
其它来源
√
√
一、毕业设计(论文)要求、设计参数、各阶段实践安排、应完成的主要工作等
1.要求：
以鞍钢厚板厂步进梁式连续加热炉为背景，进行工艺参数的计算；，结合实际生产工艺要求设计步进式加热炉；按照设计参数的要求进行炉型、燃料种类、燃烧装置等诸多设计方案的选择和论证，对燃料燃烧、炉膛热交换、金属加热、炉子主要尺寸、炉子热平衡等项目依次进行计算。在设计计算的基础上，对加热炉炉型、供热装置、供风系统等进行了合理布局。
2.设计参数：
（1）炉子生产率G＝220t/h；（2）被加热金属钢种：低碳钢；
（3）料坯尺寸：230×1150×10000mm；
（4）金属加热参数：金属加热开始时的表面温度t始＝20℃，金属加热终了时的表面温度t终＝1250℃，金属加热终了时的断面温差∆t≤30℃；
（5）燃料：高焦炉混合煤气，低发热量：Q＝1800 kal/Nm3。
高炉煤气与焦炉煤气成份表
成份
CO
CO2
油浸式变压器绕组热点温度计算模型及预测方法研究
本次演示旨在构建一个基于数据和模型的油浸式电力变压器健康管理系统，以 解决现有故障诊断方法存在的问题。该系统主要包括数据采集、数据预处理、 数据分析和模型训练四个部分。首先，通过传感器对油浸式电力变压器的运行 状态进行实时监测，获取相关数据；然后，对采集到的数据进行预处理，如去 噪、归一化等；接着，
谢谢观看
油浸式变压器故障诊断的发展趋 势
随着科技的不断发展，油浸式变压器故障诊断方法将不断进步和完善。未来发 展趋势主要体现在以下几个方面：
1、多学科融合：将不同学科领域的知识进行融合，如人工智能、信号处理、 传感器技术等，以提高故障诊断的准确性和效率。
2、大数据和云计算：利用大数据和云计算技术，实现对海量数据的分析和处 理，提高故障诊断的精度和效率。
油浸式变压器故障诊断方法的研 究现状
传统的油浸式变压器故障诊断方法主要包括电气法、化学法和机械法。电气法 主要包括绝缘电阻测试、介质损耗角正切值测试和直流电阻测试等；化学法主 要是通过分析变压器油中的气体成分来判断故障类型；机械法则是通过振动法、 声学法等手段检测变压器的运行状态。这些方法虽然具有一定的效果，但存在 精度不高、费时费力等缺点。
未来研究方向和前景：针对本次演示研究的不足和局限性，未来可以在以下几 个方面进行深入研究和探讨：
1、建立更加通用和完善的油浸式变压器绕组热点温度计算模型，考虑到更多 影响因素，提高模型的适应性和预测精度。
2、研究更加高效和智能的机器学习算法，例如深度学习、强化学习等，将其 应用于绕组热点温度的预测，进一步优化预测性能。
引言：油浸式变压器在电力系统中具有举足轻重的地位，而绕组热点温度是影 响变压器运行稳定性和寿命的关键因素。因此，开展油浸式变压器绕组热点温 度计算模型及预测方法的研究具有重要的现实意义和实用价值。
油浸式变压器绕组热点温度计算模型及预测方法研究
油浸式变压器绕组热点温度计算模型及预测方法研究电力变压器是输变电网络中最重要和最昂贵的设备之一，其运行可靠性直接关系到整个电网的安全与稳定。
大部分变压器寿命的终结是因为其丧失了应有的绝缘能力，而影响绝缘能力的最主要因素是变压器运行时的绕组最热区域内达到的温度(即绕组热点温度)。
变压器绕组热点温度不仅是变压器负载能力的最主要限制因素，而且还关系到变压器的安全可靠性、使用寿命以及变压器的制造成本。
因此，准确计算、预测变压器绕组热点温度，对合理利用变压器最大负载能力、延长变压器使用寿命具有重要意义。
论文针对热点温度的计算模型、预测方法以及热点定位三方面进行了深入研究，主要工作如下：针对油浸式变压器的特殊固液气结构，论文着重就变压器内部的产热机理和内部热量传递过程展开研究。
同时，在分析热流路径的基础上，深入剖析油流在线圈内部的竖直流道和水平流道内的流动情况，得出各自的对流换热系数计算公式。
为建立基于热流路径中特征温度的热点温度计算模型，以及通过数值模拟计算方法实现对热点的定位奠定理论基础。
根据变压器内部产热散热机理，考虑到顶层油温是变压器内部热流路径中的重要特征参量，提出一种基于顶层油温的绕组热点温度计算改进模型，模型参数选用Levenberg-Marquardt方法进行估算。
通过将该模型应用于温升试验变压器以及实际运行电力变压器，并与传统导则模型和swift热电类比模型的计算结果进行对比。
结果表明考虑了绕组损耗和油粘滞度随温度的动态变化的模型能更准确地计算绕组热点温度和反应油浸式变压器的热行为，并具有清晰的物理意义。
针对变压器内部热流路径中的对流换热过程，并考虑到变压器内部几何结构的对称性，将计算流体动力学应用于热点温度的计算，建立一种基于有限体积法的流体-固体耦合热模型，重建油浸式变压器的内部温度场，仿真计算绕组温度分布；根据绕组纵向温度分布确定温度最高的线饼，然后通过分析最热线饼的轴向和径向温度分布，确定出变压器内部温度最大值所处位置，实现绕组热点温度的定位，为运行变压器绕组热点定位研究提出了一种新思路。
油浸式变压器的发热及冷却
油浸式变压器的发热过程油浸式变压器在运行时，自己要产生一些电力损失，如导线损耗、铁心损耗和附加损耗等等。
这些损耗都以热量的形式向周围的空气或油中散出，并且使变压器各部分的温度升高。
油浸式变压器的热量主要是产生在铁心和线圈内部，并借热传导和对流等方式将热量向外扩散。
热量向外传播的路径是很复杂的，在自然风冷油浸式变压器中，可认为有下列传播过程:(1)热量由线圈或铁心内部传到自己被油冷却的表面，这一部分的热是以热传导的方式散出，(2)热量由线圈或铁心的表面传到变压器油中，(3)线圈或铁心表面附近的热油经对流散热方式把热量传到油箱或散热器的内表面，(4)油箱或散热器内表面的热量经传导方式散到外表面;(5)最后所有的热量均以对流和辐射的方式散到周围的空气中去。
很清楚，在热量传播的过程中，会引起各部位的温度差别很大。
对于铁心或线圈的截面来说，不同部位其温度也不同，可看成有许多等温线沿截面分布.一般结构的油浸式变压器线圈，经试验证明，温度的最热点在高度方向的70-75%处，而沿辐向则位于线圈厚度(自内径算起)的舌处。
为了使铁心和线圈容易散热，在变压器结构设计时，都做成具有一定尺寸的纵向或横向油道。
圆筒式线圈都具有直的纵向油道，而连续式或螺旋式线圈还具有横向油道.油浸式变压器在运行过程中，所产生的热量逐渐被散出去，当单位时间所产生的热量和单位时间所散去的热量相等时，这时变压器达到了热稳定状态。
如果变压器在额定电压、电流数值运行达到热稳定状态时(即满负载长期运行)，变压器各部位的温度都规定有一定的限值.温度的限值，一般用温升表示。
所谓温升就是变压器各部位超出冷却介质(油、空气等)的温度。
例如周围空气的温度为+40度,测得铁心的温度为105度，铁心的温升则为105-40=65度.变压器达到稳定的温升时间，因变压器容量的大小和冷却方式不同而有所区别。
小容量油浸式和干式变压器，运行后10个小时可认为稳定。
对于大型变压器则要经24小时左右才能达到稳定。
油浸式变压器防止性实验及办法
油浸式变压器防止性实验及办法1.1绕组的直流电阻丈量1.1.1此项目周期不得跨过3年，在大修前后、无载分接开关改换分接方位以及有载分接开关修补后或必要时进行。
1.1.2丈骤变压器顶层油温，待油温挨近大气温度时（相差不超出plusmn;5℃），可进行此项实验作业。
1.1.3吊销变压器高、低压侧联接排、线。
将非丈量各绕组短路接地，防止直流电源投入或断开时发作高压，危及安全。
1.1.4选用大型变压器直阻电阻查验仪进行丈量，实验设备皆应置于地上背阳处。
接线时留心夹线钳的电压端与电流端的方位，防止不必要的丈量过失。
1.1.5选用惯例单通丈量办法，留心外表上接线端子+I、+V、-I、-V的精确接线，接地线必定联接健旺，专人查看后方可翻开电源开关。
1.1.6一相丈量结束后，先按复位键，后关断电源，替换接线前，应先用接地线放电，后移动丈量夹钳，防止剩下电感电流对人体构成麻电。
1.1.7丈量高备变高压侧直阻应对每一电压调度档进行丈量（共17档）。
1.1.8关于主变低压侧绕组的直流电阻丈量，惯例接线办法是难以较快地查验出精确的数值，可以选用助磁法接线进行丈量。
接线1.1.8记载好变压器上层油温，电阻值按公式R2=R1（235+t2）/（235+t1）换算，各绕组相间纷歧样不该大于三相均匀值的2%，无中性点引出的绕组，线间纷歧样不该大于三相均匀值的1%。
与早年一样部位测的值比照，其改动不该大于2%。
1.2绝缘电阻、吸收比或(和)极化指数丈量1.2.1此项目周期不得跨过3年，在大修前后、必要时进行。
1.2.2吊销变压器高、低压侧悉数联接排、线。
1.2.3将非被试绕组短路接地，选用2500V或5000V兆欧表别离丈量高压绕组对低压绕组及地、低压绕组对高压绕组及地的绝缘电阻及吸收比，吸收比在常温下不低于1.3。
主变高压侧还应丈量极化指数，极化指数在常温下不低于1.5。
每次实验结束，加压有些应充沛放电。
1.2.4记载变压器顶层油温，进行纷歧样温度下绝缘电阻值换算，换算公式为R2=R1;x;1.5（t1-t2）/10，换算后的绝缘电阻值同前次查验作用比照顾无显着的改动。
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毕业设计（论文）任务书
系：
专业：
学生姓名:学号:
设计(论文)题目：油浸式变压器非导向饼式绕组对流换热
值模拟研究（用Fluent软件）起迄日期:
设计(论文) 地点:
指导教师:
系负责人：
发任务书日期:2010年3月16 日
毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）任务书4．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：
起迄日期工作内容
3月1日至3月15 日3月16日至4月5 日4月6日至4月23 日4月24日至5月20日5月21日至5月27日5月27日之答辩前调研阶段（广泛了解背景资料及课题相关研究内容）初期设计阶段（学习相关专业内容形成初步想法并实行）中期研究阶段（形成相对成熟模型和计算程序）
论文初稿阶段（执行程序计算结果并分析研究与完善程序）
论文成稿阶段（完善论文）
毕业设计答辩准备
所在专业审查意见：
负责人：
年月日系意见：
系领导：
年月日。