—36 引言
节能
ENERGY CONSERVATION
基于理论计算的油浸式变压器采用
横向热管散热方案研究
肖军，杨俊保
（上海电力学院能源与机械工程学院，上海200090）
2013年第8期（总第371期）
摘要：传统热管式变压器热管采用整直布置，根据变压器油层温度分布特点提出采用带有吸液芯的热管横向布置，插入油温较高油层，直接解决变压器内部油温过热间题，通过计算证明其可行性。同时为热管组合布置，提高换热效率提供新思路。
关键词：热管式变压器；油层温度分布；横向布置；平均油温；计算
中图分类号：TM411*，1文献标识码：A文章编号：1004-7948(2013)08-0036-03 doi:103969/i.issn. 1004 7948.2013.08.009
变压器的单相模型在温度的分布上同样满足热自然循环的规律性。以某变压器厂商生产的
油浸式变压器散热回题由来已久，近年来，采用热管技术解决变压器散热问题已成为变压器散热研究的热点。一般热管式变压器是通过热管垂直排布在变压器绕组附近，将通电绕组产生的热量排出[2]。在实践中此方案虽取得了一定的效果和好评，但根据变压器箱体内油温在高度上的温度分布[3]，可以看出垂直热管蒸发段并不是每一点都处于较高温度之中，这样就没能达到其最大散势效率。
对此，如果热管的蒸发段处于油箱中平均温度较高的油层，蒸发段平均吸热温差就会升高，这样就使得蒸发段吸热量增加，提高了热管效率。可见，热管蒸发段在油中的布置方式及位置对变压器散热有很大影响[4]。本文主要从理论上研究横插热管变压器的散热方案。
1油浸式变压器沿高度方向温度分布
变压器箱体内的油吸收铁芯和绕组产生的热量后，温度会升高，密度会降低，这样热油就会在浮力的推动下向上缓慢流动：在流动过程中，这些热油通过箱体的自然对流和辐射将热量散发到空气中去。散热冷却后的油温度下降，密度增加，其会在重力作用下向箱底流动，当油下降到一定高度时，再次吸收铁芯和绕组散出的热量继续向上流
动，这样就形成了油在油箱中的自然循环。万方数据
S11-4000/35kV变压器为原型，根据相似性原理搭建变压器实验平台，拟定试验工况并调试。对变压器的单相进行实验，其箱壁某位置沿高度方向温度分布[3]如图1所示。
4 1.8F 1.6F 1.4F
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
o
35
40
30
045
505560
65
避度/℃
图1变压器箱壁垂直高度上温度分布
由图1可以看出，在变压器底层油温最低，随
高度升高温度逐渐上升，在高度为1.4m左右温度达到最大值，再随高度升高温度稍有下降。根据其温度分布规律，假设在同一较高温度油层横向插人热管，如箱体1.2~1.6m之间.结构示意图如图2 所示。此时热管蒸发段吸收热量最多，散热量也最