38 引言
节能
ENERGYCONSERVATION
干式变压器轴向气道强化散热研究
任思锦，王秀春
（河北工业大学能源与环境工程学院，天津300401）
2016年第12期（总第411期）
摘要：研究了通过改变绝缘筒的结构来提高干式变压器的散热能力。方案有2种，即；一种是加高绝缘简；一种是在绝缘筒上加涡流发生器。通过数值模拟进行了研究，加高绝缘简增强了热压通风换热，降低了自然对流下绕组温升；绝缘简上加涡流发生器，能够产生扰流和纵向涡，带来不错的强化传
热效果，并对这2种方案的结构进行了优化。关键词：气道；温升；绝缘筒；涡流发生器
中图分类号：TM41文献标识码：A文章编号：1004-7948(2016)12-0038-04 doi:103969/j. issn. 1004 7948. 2016. 12. 010
定值时，高压绕组和低压绕组之间就必须设有绝缘筒，绝缘筒主要用于干式变压器的高、低压绝缘，同
变压器是电力输送中的重要电气设备，由于需求量大，变压器本身消耗的电能也相当可观。相关数据显示，目前我国所有变压器自身消耗的电能占全国发电量的3%~10%，而在配电网损耗中，变压器损耗占40%~60%，可见，变压器的节能潜力还是很大的。配电变压器主要为干式变压器，干式变压器的优点为安全、阻燃、无污染、免维护、安装简便，它可以直接安装在负荷中心，并且具有防潮性能好、低噪音、局放小、过载能力强等特点，因此大力推广干式变压器的使用是未来的发展趋势。
目前阻碍干式变压器发展的是其热性能，导致其容量不能太大。现在可以生产额定电压35kV，额定容量达20MVA的干式变压器。式变压器主要以自然对流散热为主，此时在额定负载下能够长期连续运行，当需要过负载运行时，就要靠强迫风冷来散热。
如何提高干式变压器的散热能力是一个很重要的问题。首先，变压器要处在通风良好的环境中,充分利用外界自然环境中的风压来加强变压器室内的通风换热：其次，就要考虑变压器自身的结构，利用一些强化传热方法和热压通风的原理来强化变压器的换热。文中通过CFD数值模拟的方法来研究于式变压器的强化换热，降低变压器的运行温升。
1物理模型的建立 1.1加高绝缘筒
当干式变压器气道内空气的电场强度超过一万方数据
时作为高低压绕组的支撑骨架，绝缘简是环氧树脂树脂层压制品，绝缘性能好，机械强度高。
文中所仿真模拟的是1台型号为SCB9-250/10 的三相干式变压器，绝缘等级为F级，低压绕组采用铝箔绕制，为双层圆简式，高压绕组为分段多层圆简式，真空环氧树脂浇注成型，在高压绕组和绝缘筒、绝缘筒和低压绕组之间有撑条来支撑，形成散热主气道，另外在铁芯和低压绕组、低压绕组间分别设有气道进行散热，冷却方式分为自然对流空气冷却和强迫对流空气冷却，如图1所示。
(a)不加高
(b)加高
图1模型的建立
在此，对模型进行以下简化：
1)模型包括铁芯、2个低压绕组、绝缘筒及其之间的气道和周围的空气流域。
2)铁芯简化为实心圆柱体，低压绕组简化为2 个空心圆柱体，绝缘筒为空心圆简，并取模型的1/4 进行研究。