研究高壓變壓器空氣流動(dòng)及對流換熱的作用

　　散熱器的總功耗等于高壓變壓器的總功耗減去變壓器油箱的熱損失。變壓器底部油溫取散熱器出口處與變高壓變壓器箱處油溫的平均值，以該值作為計(jì)算中線圈溫升變化的起點(diǎn)，因而底部油溫的變化將直接影響線圈的溫度，由于散熱器的主要作用是降低變壓器底部油溫，故散熱器的工作效率對變壓器線圈的溫升產(chǎn)生重大影響。流動(dòng)阻力、壓力、以及散熱器進(jìn)出口的壓力差是決定通過散熱器空氣流速的主要因素。

　　計(jì)在LINDOM變電站進(jìn)行了750MVA變壓器的溫升試驗(yàn)，將變壓器非對稱安置于無頂變壓器室中，變壓器共使用了8個(gè)散熱器，排成2排，采用強(qiáng)迫油循環(huán)吹風(fēng)冷卻方式。負(fù)荷的功率損失約2MW。為研究高壓變壓器周圍空氣流動(dòng)及對流換熱的作用，采用了以下3種測試方案：

　?。?）散熱器距墻4m，以便研究在此空間里墻對變壓器周圍空氣流動(dòng)的影響。

　?。?）散熱器距墻2m，以便研究在縮小空間后墻對變壓器周圍空氣流動(dòng)的影響。

　?。?）散熱器距墻2m，在散熱器下方加裙邊以增強(qiáng)散熱并阻止空氣回流。

　　對上述3種方案進(jìn)行計(jì)算，并在正常操作條件下進(jìn)行測量，每次測量間隔3h。方案1散熱器雖無裙邊但離墻較遠(yuǎn)，溫升低（37K）；在方案2中，散熱器既無裙邊又離墻較近，變壓器底部油溫升（45K）；在方案3中對散熱器增加裙邊后，溫升明顯降低（39K）。此結(jié)果說明，按方案1的方法增加變壓器室的面積，能有效地降低變壓器的底部油溫，在散熱器下方采用加裙邊的方法，可使變壓器室內(nèi)空氣分布更均勻，并提高了散熱器的利用率，同樣可降低油溫。

　　方案2的環(huán)境空氣溫升（13K）低于方案3的環(huán)境空氣溫升（15K），而方案2的變壓器底部油溫升（45K）卻高于方案3的油溫升（39K），這是由于在變壓器功耗一定、變壓器室內(nèi)布置方案不變的條件下，對于方案2，散熱器在無裙邊時(shí)，變壓器線圈等發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量聚集于油中不能有效地充分散失到空氣中去，因而變壓器底部油溫升較高而環(huán)境空氣溫升較低；對于方案3，散熱器因增加裙邊而提高了散熱效率，使變壓器油溫升明顯降低，但從變壓器多散出的能量被環(huán)境空氣所吸收，因而環(huán)境空氣溫升明顯提高。故方案3是以均衡變壓器和環(huán)境空氣溫度的方法來達(dá)到降低油溫的目的，這是一種經(jīng)濟(jì)、高效的方法。