基于电磁感应的变压器油加热设备设计与研究

针对现有变压器油加热过程中存在的问题,设计了一种基于电磁感应的变压器油加热设备,利用ANSYS MAXWELL局部建模推导出电磁线圈的数值模型,谐振电容取2μF时,构成由电磁线圈和谐振电容组成的固有谐振频率为2.66 kHz的等效负载。针对固有谐振频率为2.66 kHz的等效负载设计了加热设备的工作电路,加热设备工作波形为呈谐振状态的2.5 kHz方波电压和类正弦波电流。加热设备最大输出功率为7.45 kW,温度保护控制策略能够准确控制变压器油加热温度,35 min即可将100L的KI45X型变压器油从20℃加热并稳定至62℃,可有效预防因温度过高导致变压器油品变质的问题,与现有加热技术相比本加热设备具有升温速度快、加热效果均匀和温度控制准确等优点。

不同截面形状的电磁感应加热管道流动换热性能对比研究

以变压器油电磁感应加热管道为研究对象,研究了相同加热条件下圆管、椭圆直管和交叉椭圆管三种管道的加热性能。建立了三种加热管道的流动换热模型,以圆管作为电磁感应加热管道搭建了变压器油加热实验装置,实验结果验证了数值模拟的正确性。对比分析了不同入口油温下三种管型的努塞尔数Nu和阻力系数f,并从管内流场和温度场分布和场协同效应的角度阐明了强化传热的机理。结果表明:在不同入口油温下,交叉椭圆管的努塞尔数Nu和阻力系数f大于圆管和椭圆直管;交叉椭圆管的周期性变化截面改善了管内流动换热的场协同效果,因而强化管内对流换热。