Анализ тепловых процессов в специальном силовом масляном трансформаторе
Автор: Сериков А.В., Иванов В.В.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электротехнические комплексы и системы
Статья в выпуске: 4 т.25, 2025 года.
Бесплатный доступ
При модернизации силового электрооборудования необходима оценка его теплового состояния в различных режимах работы. Точность определения температурных параметров в значительной степени влияет на срок службы и надежность нового устройства, а также позволяет оценить правильность выбора электромагнитных нагрузок в активных частях. В статье рассмотрена проблема оценки теплового состояния силового масляного трансформатора специальной конструкции, в котором, наряду с магнитопроводом и силовыми обмотками, имеется блок теплообмена, позволяющий использовать часть потерь трансформатора на нагрев теплоносителя. Описана конструкция такого трансформатора с блоком теплообмена трубчатого типа. Проанализированы основные тепловые потоки и приведены эквивалентные тепловые схемы замещения активной части с учетом блока теплообмена и упрощенная тепловая схема всего трансформатора. Выявлена необходимость точного определения тепловых сопротивлений на пути теплового потока от трансформаторного масла в нагреваемый теплоноситель. С этой целью решена полевая задача методом конечных элементов в модуле Flow Simulation программного комплекса системы автоматизированного проектирования SolidWorks. Результаты компьютерного моделирования для различных параметров теплоносителя позволили получить рекомендации по определению искомых тепловых сопротивлений для различных режимов работы теплообменного оборудования в конструкции силового трансформатора специального назначения.
Силовой трансформатор, потери, блок теплообмена, тепловое сопротивление
Короткий адрес: https://sciup.org/147252964
IDR: 147252964 | УДК: 621.314.222.6 | DOI: 10.14529/power250407
Analysis of thermal processes in a special oil-immersed power transformer
When modernizing power electrical equipment, it is essential to assess its thermal condition in various operating modes. The accuracy of determining temperature parameters significantly affects the lifespan and reliability of the new device, as well as allows for an assessment of the correctness of the selection of electromagnetic loads in the active parts. The article addresses the issue of assessing the thermal state of a specially designed power oil transformer, which, alongside the magnetic core and power windings, features a heat exchange unit that allows for the utilization of part of the transformer's losses to heat the heat transfer fluid. The described design of such a transformer includes a tubular type heat exchange unit. The main thermal flows have been analysed, and equivalent thermal replacement schemes of the active part have been provided, taking into account the heat exchange unit, along with a simplified thermal scheme of the entire transformer. The need for precise determination of thermal resistances in the path of heat flow from transformer oil to the heated heat transfer fluid has been identified. For this purpose, a field problem was solved using the finite element method in the Flow Simulation module of the SolidWorks computer-aided design software. The results of computer modeling for various parameters of the heat carrier have provided recommendations for determining the desired thermal resistances for different operating modes of heat exchange equipment in the design of special-purpose power transformers.
