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變壓器線圈導向冷卻的研究
來源：http://www.xryd998.net/ 作者：變壓器廠家 日期：2019/07/21 16:42
隨著變壓器單臺容量的增加，損耗增大,因此變壓器的發(fā)熱與冷卻就成了比較突出的問題。變壓器的總損耗與容量的0.75次方成正比，而變壓器散熱的表面積只與容量的0.5次方成正比。這樣，變壓器發(fā)熱量的增長要大于散熱表面的增大。因此大容量的巨型變壓器，需要加強對線圈的冷卻。已用于容量較小的冷卻方法，如油浸自冷、油浸風冷和強油風冷等均不能滿足要求。因為，如采用這些冷卻方法時，需要用龐大的冷卻系統(tǒng)才能保證線圈的平均溫度和最高溫度符合國家標準的允許值。這樣做是很不經(jīng)濟的，也是不允許的。
有各種方法來提高變壓器線圈散熱能力和降低線圈最熱點溫度，其中一種是直接在線圈內(nèi)部油道中進行強迫油循環(huán)的方法。這時，從冷卻系統(tǒng)來的油直接流到線圈下部，沿著下部絕緣的油道再流到線圈的垂直油道及水平油道內(nèi)，然后由線圈上部回到冷卻系統(tǒng)中去。
現(xiàn)有的設(shè)計手冊沒有給出線圈在具有強迫油循環(huán)時的熱計算方法。因此，有必要對具有強迫油循線圈的散熱性能加以研究，并確定變壓器線圈單位熱負荷、幾何尺寸、油流量，以及油流量對線圈散熱性能的影響等。
這里做了一個線圈模型，下面將該模型的試驗進行總結(jié)。另外，對實際產(chǎn)品溫升試驗值也進行了分析。
模型的結(jié)構(gòu)及試驗裝置
模型用匝絕緣厚為1.35毫米的2.63X8.6亳米的扁鋁線繞成。線圈為連續(xù)式、兩根并繞、出頭焊在一起。起頭與末頭均在上端，整個變壓器線圈做成-一個無感線圈。
線圓的輻向尺寸為78毫米，軸向尺寸、即高為966毫米，水平油道寬度和沈變現(xiàn)生產(chǎn)的220千伏結(jié)構(gòu)一樣，即、6、8、6、8、6、8、6、8、8、8、8、8、6、6....6、6、8、8、8、8、8、6、8、6、8、6、8、6。整個線圈繞在絕緣電木筒上，電木筒的尺寸為φ500/510X1120。線圈內(nèi)徑為φ534,外徑為φ680毫米。線圈與絕緣電木筒之間的垂直油道是用具有一定厚度的絕緣撐條構(gòu)成的，其寬度為12毫米。線圈外徑至圍屏的垂直油道為20毫米寬。
為了測量沿模型徑向切面和沿模型軸向高度各部分的導線、變壓器絕緣及相應油道的溫度。在線圈模型繞制時放進了39組廢銅--紫銅熱電偶，每組可以測量四個溫度:導線、絕緣、上油道和下油道溫度。在放置測量導線溫度的熱電偶時，將該處導線絕緣剝開，把電偶壓在導線上(應該焊在上面)，外用絕緣包上。電偶引線固定在線圈上，并沿著撐條向上引出。
線圈模型在試驗前，要進行與變壓器線圈一樣的工藝處理。
模型在冷油內(nèi)停放幾天后，用雙臂電橋(QJ28)測量其冷態(tài)電阻R。線圈的冷態(tài)溫度to是采用兩個方法測量的，一是用溫度計測量油溫，作為冷態(tài)線圈溫度;一是根據(jù)裝在變壓器線圈模型上和油道中的電偶所測量的溫度的平均值來確定。
有各種方法來提高變壓器線圈散熱能力和降低線圈最熱點溫度，其中一種是直接在線圈內(nèi)部油道中進行強迫油循環(huán)的方法。這時，從冷卻系統(tǒng)來的油直接流到線圈下部，沿著下部絕緣的油道再流到線圈的垂直油道及水平油道內(nèi)，然后由線圈上部回到冷卻系統(tǒng)中去。
現(xiàn)有的設(shè)計手冊沒有給出線圈在具有強迫油循環(huán)時的熱計算方法。因此，有必要對具有強迫油循線圈的散熱性能加以研究，并確定變壓器線圈單位熱負荷、幾何尺寸、油流量，以及油流量對線圈散熱性能的影響等。
這里做了一個線圈模型，下面將該模型的試驗進行總結(jié)。另外，對實際產(chǎn)品溫升試驗值也進行了分析。
模型的結(jié)構(gòu)及試驗裝置
模型用匝絕緣厚為1.35毫米的2.63X8.6亳米的扁鋁線繞成。線圈為連續(xù)式、兩根并繞、出頭焊在一起。起頭與末頭均在上端，整個變壓器線圈做成-一個無感線圈。
線圓的輻向尺寸為78毫米，軸向尺寸、即高為966毫米，水平油道寬度和沈變現(xiàn)生產(chǎn)的220千伏結(jié)構(gòu)一樣，即、6、8、6、8、6、8、6、8、8、8、8、8、6、6....6、6、8、8、8、8、8、6、8、6、8、6、8、6。整個線圈繞在絕緣電木筒上，電木筒的尺寸為φ500/510X1120。線圈內(nèi)徑為φ534,外徑為φ680毫米。線圈與絕緣電木筒之間的垂直油道是用具有一定厚度的絕緣撐條構(gòu)成的，其寬度為12毫米。線圈外徑至圍屏的垂直油道為20毫米寬。
為了測量沿模型徑向切面和沿模型軸向高度各部分的導線、變壓器絕緣及相應油道的溫度。在線圈模型繞制時放進了39組廢銅--紫銅熱電偶，每組可以測量四個溫度:導線、絕緣、上油道和下油道溫度。在放置測量導線溫度的熱電偶時，將該處導線絕緣剝開，把電偶壓在導線上(應該焊在上面)，外用絕緣包上。電偶引線固定在線圈上，并沿著撐條向上引出。
線圈模型在試驗前，要進行與變壓器線圈一樣的工藝處理。
模型在冷油內(nèi)停放幾天后，用雙臂電橋(QJ28)測量其冷態(tài)電阻R。線圈的冷態(tài)溫度to是采用兩個方法測量的，一是用溫度計測量油溫，作為冷態(tài)線圈溫度;一是根據(jù)裝在變壓器線圈模型上和油道中的電偶所測量的溫度的平均值來確定。
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