计及遮雨帽和隔音装置的空心电抗器散热性能分析及结构参数优化设计

根据空心电抗器的设计参数,建立了三维流场-温度场耦合仿真模型,获得了加遮雨帽和隔音装置前后电抗器温度场仿真结果。提取不同路径下电抗器温度和流速分布,揭示了电抗器包封线圈的散热特性。通过分析包封线圈间气道内流体的流速,给出了在加遮雨帽和隔音装置下电抗器温升显著增加的原因。为了降低电抗器的温升,选取影响电抗器散热性能的遮雨帽和隔音装置主要结构参数,采用拉丁方试验设计与有限元仿真相结合的方法,获得了不同结构参数下电抗器温度场仿真结果。在此基础上,构建了Kriging近似模型,该模型反映了电抗器最高温度与遮雨帽、隔音装置结构参数间的相互关联。采用灵敏度分析技术获得了结构参数对电抗器最高温度的影响程度。基于粒子群优化算法,获得了最佳的遮雨帽和隔音装置结构参数。优化结果表明,在最佳的结构参数下电抗器最高温升从73.6℃下降到61.2℃,温升显著降低,优化方法对提高电抗器散热能力具有重要的指导意义。