[发明专利]一种强迫油循环导向绕组传热强化能力的评估方法

说明书

本发明公开了一种强迫油循环导向绕组传热强化能力的评估方法，包括以下步骤：建立强迫油循环导向绕组传热强化能力试验平台、获取不安装挡油板状态下温度与压力数据、分别获取安装n个挡油板状态下的温度与压力数据、计算换热增强系数、计算压力衰减因子、计算传热强化评估因子、评估挡油板数量为N时强迫油循环导向绕组传热强化能力。本发明的有益效果在于：能够实现强迫油循环导向绕组传热强化能力的准确评估，为挡油板总数量的选择提供新的手段，有助于强迫油循环导向绕组结构优化设计和传热强化特性提升，有效提高了变压器绕组传热强化结构设计阶段的工作效率，减少人力物力的消耗。

技术领域

本发明涉及电气绝缘在线检测与故障诊断领域，特别是一种强迫油循环导向绕组传热强化能力的评估方法。

背景技术

运行中的变压器其内部温度会在绕组铜耗和铁耗的作用下升高，若铜耗和铁耗产生的热量不能被及时和合理的传递到变压器外部，积聚的热量将使绕组绝缘受到加速老化甚至直接破坏，进而引发严重事故。由此可见，冷却设计是变压器整体设计中重要的一环。强迫油循环导向的冷却方式作为典型的传热强化方式，相比于自然油循环冷却和自然油循环导向冷却方式具有散热功率大的特点，在大容量、高电压等级的大型电力变压器等设备中被广泛运用。强迫油循环导向冷却方式主要是通过在饼式绕组的饼间油道中设置挡油板进行强化传热，迫使内、外侧油道中的变压器油沿指定路径通过绕组内部并尽量充分接触绕组表面，最大限度提高散热效率。流速恒定的情况下，强迫油循环导向冷却的传热强化能力与挡油板的数量直接相关：挡油板的数量越多，绕组表面的换热系数越大，绕组平均温度越低。但实际情况中变压器油泵驱动力有限，盲目增加挡油板数量的同时会引起油流阻力增大，油流阻力增大使得油流速度降低，反而使得传热强化能力降低。因此，为了使强迫油循环导向冷却能够发挥最大的传热强化能力，挡油板数量在变压器的设计阶段需要被仔细评估和计算。当前工程上有关挡油板数量的选取问题多是依靠厂家的经验处理，并且需要大量的反复试验，对时间和金钱的消耗巨大，并且经验手册计算得出的数值往往有较大的误差，通用性也较差；在试验的过程中，也缺乏能够将传热增强量和压力损失量统一起来的评估指标指导试验。因此，急需一种能够准确评估强迫油循环导向绕组传热强化能力的方法，高效指导变压器生产过程中强迫导向绕组的挡油板数量选择，最大程度优化传热强化性能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提出一种强迫油循环导向绕组传热强化能力的评估方法，能够实现强迫油循环导向绕组传热强化能力的准确评估。

实现本发明目的的技术方案如下：

第一步、建立强迫油循环导向绕组传热强化能力试验平台

强迫油循环导向绕组传热强化试验平台包括：绕组生热装置(1)、挡油板(2)、挡油板卡槽(3)、直流电源(4)、油泵(5)、油循环管路(6)、恒温控制器(7)、入口压力传感器(8)、油流入口阀门(9)、出口压力传感器(10)、油流出口阀门(11)、绕组温度传感器(12)、数据采集终端(13)、上挡板(14)、下挡板(15)、左挡板(16)、右挡板(17)、入口油温传感器(18)、出口油温传感器(19)；