环境风影响下换流变压器空冷换热系统换热能力衰减特性研究

摘要

为实现换流变压器冷却系统换热容量的合理设计并保障其安全稳定运行，研究了环境风影响下换流变压器空冷换热系统换热能力的衰减特性。针对北方某换流站换流变压器，采用基于空冷换热系统大尺度热量传递与换热器翅片管束小尺度换热计算相耦合的方法，建立了包含空冷换热器、风机、防火墙、环境风等多种因素在内的三维传热流动数值分析模型。研究了环境风向及风速对空冷换热系统换热能力的负面影响机制，获得了真实环境条件下换热能力的衰减特性。结果表明：正前方风向下，换热器进风体积流量随风速增加而显著减小、进气温度略有下降，导致不同风速下换热效率维持在66.01%～66.75%之间；侧方风向下，迎风侧防火墙阻碍了气流运动，导致换热效率随风速增加在55.98%～83.13%之间变化，其中环境风速为6 m/s时换热效率最低；正后方风向下，与风机出流方向相同的环境风引起换热器附近更加剧烈的热风回流，导致换热效率随风速增加，在50.96%～91.46%之间变化，其中环境风速9 m/s时换热效率最低。研究结果可为换流变压器空冷换热系统换热容量的设计提供一定的参考。

关键词

换流变压器 / 空冷换热系统 / 环境风 / 换热量

基金资助

宁夏自然科学基金资助项目(2021AAC03506); 国网宁夏电力有限公司科技资助项目(5229CG20006F)