换流变压器套管作为直流输电系统中的重要设备,不仅要求其有优异的绝缘性能,能够承受一定的机械载荷,还要求其正常运行时的温度不能超过绝缘材料的最高允许工作温度。针对500 kV换流变阀侧套管,应用三维有限元分析软件COMSOL以及ANSYS CFX对套管的温度分布进行了电-磁-热-流耦合计算。分析了环境温度、变压器油温、环氧芯子的热导率以及护套的热导率对温度分布的影响。结果表明:套管的最高温度出现在导电管与环氧芯子的界面处;环境温度、变压器油温与环氧芯子的热导率将会不同程度的影响套管的温度分布;在进行套管的热设计时需要考虑不同材料之间传热参数的配合,以获得最大的散热效率。 发热量的计算以及温度场分布的计算几乎不会受到它的影响。因此为了减小计算难度同时加快计算速度，电容屏在模型中被忽略了。在图1中，路径1在导电管和环氧芯子之间的交界面上，路径2在环氧玻璃筒和护套的交界面上。为了确定不同因素对温度场分布的影响情况，在得到计算结果后提取路径1与路径2的温度数据进行比较。本文中，通过改变外界环境温度、变压器油温、环氧芯子的热导率以及护套热导率换流变油温的影响与阀厅相类似，虽然变压器油箱内的油温有严格的控制标准，但其温度的控制还是限定在一定温度范围内，温度的波动有可能影响套管的温度分布。同时，在实际运行的过程中，变压器油箱的控温系统有可能发生故障，此时就要考虑套管对不同控温系统故障下的耐受能力。因此，对换流变油温对温度场分布的影响进行研究。图5为变压器油温从80℃升高到120℃时沿着路径1与路径2的温度分布曲线图。(a)路径1的温度分布(b)路径2的温度分布图5不同油温下的温度分布曲线图中可以看出，导电管的最大温度随着油温的升高而升高，但油温对导电管与护套表面的影响程度，随着它们的位置远离油箱而减小。对于护套表面的路径2，除了法兰附近的部分以外换流变阀侧套管-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机 本文由公司网站弯管机滚圆机滚弧机网站采集转载中国知网整理! http://www.gunyuanji.wang ，温度的分布几乎没有什么变化。这是由于护套的热导率有限，不足以影响到整个表面。2．4环氧芯子热导率的影响绝缘材料热导率是影响换流变阀侧套管温度场分布的重要因素之一。在不同环氧热导率的情况下沿着路径1与路径2的温度分布曲线见图6。由于在对环氧热导率测量的实验中测得纯环氧的热导率为0．2W/(m·K)，而环氧浸渍纸的热导率为0．35W/(m·K)。因此，为分析环氧芯子的热导率对温度场分布的影响，其热导率在0．2W/(m·K)到0．4W/(m·K)范围内等间隔取值。从图中可以看出，随着环氧芯子热导率的不断增加，导电管表面的温度将会逐渐下降。热导率在较低值时，通过增大热导率来降低导电管表面温度的作用效果明显。当环氧芯子的热导，从而获得不同因素对温度场分布的影响关系。图1±500kV换流变阀侧套管结构示意图IPbushing1．2计算方法换流变阀侧套管温度场分布的电磁－热－流计算流程图如图2所示。 本文由公司网站弯管机滚圆机滚弧机网站采集转载中国知网整理! http://www.gunyuanji.wang 图2电磁－热－流计算方法流程图hod在电磁热计算中，使用COMSOL中的磁场模块，考虑了试验或运行中交直流及谐波电流流过导电管时的趋肤效应，本文计算中加载在导电管上的等效工频交流电流的有效值为2514A。计算后，由此得到不同坐标系的电磁热功率，以此作为CFX的·561·换流变油温的影响与阀厅相类似，虽然变压器油箱内的油温有严格的控制标准，但其温度的控制还是限定在一定温度范围内，温度的波动有可能影响套管的温度分布。同时，在实际运行的过程中，变压器油箱的控温系统有可能发生故障，此时就要考虑套管对不同控温系统故障下的耐受能力换流变阀侧套管-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机。因此，对换流变油温对温度场分布的影响进行研究。图5为变压器油温从80℃升高到120℃时沿着路径1与路径2的温度分布曲线图。(a)路径1的温度分布(b)路径2的温度分布图5不同油温下的温度分布曲线图Fi从图中可以看出，导电管的最大温度随着油温的升高而升高，但油温对导电管与护套表面的影响程度，随着它们的位置远离油箱而减小。对于护套表面的路径2，除了法兰附近的部分以外，温度的分布几乎没有什么变化。这是由于护套的热导率有限，不足以影响到整个表面。2．4环氧芯子热导率的影响绝缘材料热导率是影响换流变阀侧套管温度场分布的重要因素之一。在不同环氧热导率的情况下沿着路径1与路径2的温度分布曲线见图6。由于在对环氧热导率测量的实验中测得纯环氧的热导率为0．2W/(m·K)，而环氧浸渍纸的热导率为0．35W/(m·K)。因此，为分析环氧芯子的热导率对温度场分布的影响，其热导率在0．2W/(m·K)到0．4W/(m·K)范围内等间隔取值。从图中可以看出，随着环氧芯子热导率的不断增加，导电管表面的温度将会逐渐下降。热导率在较低值时，通过增大热导率来降低导电管表面温度的作用效果明显。当环氧芯子的热导 本文由公司网站弯管机滚圆机滚弧机网站采集转载中国知网整理! http://www.gunyuanji.wang