【正文】 重要的[5]。引線一般分為繞組線段與套管連接的引出線、繞組端頭間的連接引線和繞組分接與開(kāi)關(guān)相連的分接引線三種。河 北 工 業(yè) 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文作 者： 段俊杰 學(xué) 號(hào)： 110643 學(xué) 院： 能源與環(huán)境工程學(xué)院 系(專業(yè))： 熱能與動(dòng)力工程 題 目： 變壓器引線溫度場(chǎng)的計(jì)算研究 指導(dǎo)者： 王秀春 教授 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2015年 6 月 1 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要變壓器引線溫度場(chǎng)的計(jì)算研究摘要：隨著人們生活水平的提高，大家對(duì)電力系統(tǒng)的供電量以及它的安全性能也有了更高的要求，變壓器在供電過(guò)程中發(fā)揮著不可或缺的作用，這就要求變壓器引線絕緣層的工作溫度不能超過(guò)其耐熱壽命允許值。變壓器繞組外部連接繞組各引出端的導(dǎo)線稱為引線，通過(guò)引線將外部電源電能輸入變壓器，也通過(guò)引線將傳輸進(jìn)來(lái)的電能從變壓器輸出到外部。發(fā)生事故后，由于套管尾部的炸裂，將會(huì)導(dǎo)致變壓器主體損壞，并起火燃燒。 (2) 張金堂等1985年在中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)上發(fā)表了文章，他們?cè)谟?jì)算變壓器引線的二維電場(chǎng)的問(wèn)題中采用了優(yōu)化模擬電荷法，并研究了將優(yōu)化模擬電荷法在復(fù)雜電場(chǎng)計(jì)算中的應(yīng)用的困難，而且對(duì)此問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決辦法。 (13) 2007年，劉曉亮等在電磁避雷器上發(fā)表文章，介紹了特高壓交流試驗(yàn)基地1000kV主變壓器高壓引線端用油紙電容式變壓器套管的技術(shù)參數(shù)、主要尺寸、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、油中電場(chǎng)計(jì)算、研究的關(guān)鍵技術(shù)及型式試驗(yàn)項(xiàng)目[19]。引線的出線以及引線之間的連接一般采用銅焊；氣焊只適用于銅排或鋁線的連接；壓接用于軟導(dǎo)線（電纜）與接頭及其它連接；可拆式螺栓連接用于與低壓套管引線和分接開(kāi)關(guān)的連接。作為數(shù)值分析的一種重要的方法，有限單元法還可以對(duì)每一個(gè)單元作近似函數(shù)假設(shè)，并用此假設(shè)近似函數(shù)來(lái)分片地表示整個(gè)求解域上待求未知場(chǎng)的函數(shù)。鑒于有限差分方法的簡(jiǎn)單、靈活以及通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)也易于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。采用全隱格式，于是有:擴(kuò)散項(xiàng)的積分： （3—8）源項(xiàng)積分： （3—9）整理上述結(jié)果可得： （3—10）其中： （3—11） （3—12）這里界面上的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)按調(diào)和平均方法計(jì)算。范圍內(nèi)的流場(chǎng)作計(jì)算的情形，這時(shí)計(jì)算區(qū)域顯然首末相連。感謝學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們對(duì)我的幫助和指點(diǎn)。其它節(jié)點(diǎn)的源項(xiàng)均為零。 （圖3—6） 2. 沒(méi)有必要對(duì)所有量都采用同一種分布，如對(duì)源項(xiàng)、對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)等采用其它形式。同時(shí)帶有初值條件和邊值條件兩種定解條件的問(wèn)題，稱之為初值邊值混合問(wèn)題。但在解決幾何形狀過(guò)于復(fù)雜的問(wèn)題上，它的精度會(huì)有所下降，甚至?xí)a(chǎn)生一定的難度。電力變壓器的引線有裸圓線（銅線或鋁線）、紙包圓線、裸母線排、電纜和銅管等多種形式。(10)1998年，Joze Pihler和Igor Ticar采用有限元法分別計(jì)算了126kV SF6套管在有無(wú)接地內(nèi)屏蔽時(shí)瓷套內(nèi)部和外部的場(chǎng)強(qiáng)分布和電位分布。 高壓引線絕緣結(jié)構(gòu)的確定和絕緣電場(chǎng)分析在百萬(wàn)伏級(jí)超高壓變壓器的研制工作中起到尤為關(guān)鍵的作用，而高壓引線周?chē)碾妶?chǎng)直接影響引線的溫度分布。作為大型變壓器高壓引線絕緣層的核心部件，在質(zhì)量和性能方面上，高壓套管對(duì)變壓器用戶的可靠運(yùn)行具有十分重要的意義。當(dāng)今變壓器的發(fā)展方向主要有兩個(gè)，一個(gè)是電壓等級(jí)從220kV, 330kV和500kV向750kV , 1000kV和 1200kV的特大型超高壓方面發(fā)展。通過(guò)模擬計(jì)算不同材料、不同電流密度下的引線溫度場(chǎng)，給出對(duì)變壓器引線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有益的建議。引線的材料一般采用圓導(dǎo)線，母線和電纜線。例如德國(guó)的西門(mén)子公司，60年代、70年代、80年代分別研制出了500kV變壓器、750kV變壓器以及1200kV的特高壓變壓器。 (4)王澤忠1990年在華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)上發(fā)表了文章，他利用蒙特卡羅法計(jì)算了變壓器均壓球及附近的電位，采用導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度的插值公式計(jì)算了均壓球表面的電場(chǎng)強(qiáng)度。1．3 本文的主要工作（1） 本課題的主要研究對(duì)象是高壓變壓器的引線部分，主要對(duì)引線的溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算研究，因此首先對(duì)變壓器引線的種類(lèi)以及其結(jié)構(gòu)做出選擇。對(duì)于這些方程的求解方法，一般包括兩大類(lèi)：一是解析法，二是數(shù)值法。若是單元滿足收斂要求，近似解最終將無(wú)限接近于精確解。 A法 B法對(duì)于非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題，A法無(wú)法考慮半個(gè)控制容積熱容量的影響，而B(niǎo)法可考慮整個(gè)控制容積熱容量的影響，故推薦使用B法網(wǎng)格劃分。 3. 正系數(shù)原則： （3—17）符號(hào)相同（保證溫度的上升/下降同步） 4. 源項(xiàng)的負(fù)斜率線性化 （） （3—18） （3—19）若Sp0，則可能大于，違背了正系數(shù)原則，物理不真實(shí)。下面首先找出式(76)中的系數(shù)，及常數(shù)項(xiàng)與式(75)中的，及之間的關(guān)系。將式(324)對(duì)i=N1寫(xiě)出，得： (a)再將式(325)對(duì)i=1寫(xiě)出，得： (b)將(b)代入(a)并整理之，得： (c)簡(jiǎn)記為： (d)再將 代入(d)，整理后得：即： 由此可歸納出，的一般計(jì)算式： (328a) (328b) (328c)這樣，把式(76)逐一代入封閉周線其它各點(diǎn)上的離散方程，可得出一組把與周線上其它節(jié)點(diǎn)之值聯(lián)系起來(lái)的公式：……