Icepak对变压器进行不同环境下的散热模拟计算

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了一个变压器的热流分布模拟计算过程。首先介绍了变压器的散热片数量、尺寸、位置以及油箱的尺寸和壁厚。接着介绍了变压器的外部环境温度、自然对流以及内部发热功率。在ANSYS WB下通过DM将变压器的CAD模型导入Icepak，进行了两个案例的热流分布模拟计算。Case1中，环境温度为24摄氏度，海拔高度为0米，模拟计算了变压器的热流分布。Case2中，将变压器放置于西 藏拉 萨，海拔高度为3658米，环境温度为23摄氏度，模拟计算了变压器的热流分布。在Icepak中，只需要勾选Altitude并输入海拔高度，即可模拟此海拔高度下的大气环境。在Case2中，还考虑了太阳热载荷，通过勾选Solar loading并输入相关参数，即可考虑太阳热载荷。最后，给出了变压器内油的温度分布、切面的温度分布以及铁心及线圈的温度分布。

以上变压器油箱两侧有11个散热片（实际上是左边6片，右边5片，上面图片是另一个型号的变压器，所研究的变压器除散热片数量外与图中模型外貌基本一样），单侧散热片上下均有连通管，使得油箱内的变压器油与散热片中的变压器油可以自由流通。

变压器油箱外部尺寸1160*500*1260mm，壁厚10mm。散热片外部尺寸15*600*1080mm，壁厚2~3mm，散热片间距60，与油箱距离90，水平连通管分别安装于散热片组的上下端，贯通于水平对称轴线上，其管径为100mm。

变压器外部为大气环境温度24摄氏度，自然对流；内部三个线圈的发热功率为3775w，铁芯发热功率为570w。

在ANSYS WB下轻松通过DM，可以将变压器的CAD模型导入Icepak。

Case1：环境温度24C，海拔0米，模拟计算此变压器的热流分布。

切面温度分布为：

变压器内油的速度云图：

变压器内油的温度分布云图及切面速度矢量图：

某翅片内油冷的速度矢量图分布：

变压器内部分空间的迹线分布：

铁心及线圈的温度分布：

Case2：将此变压器放置于西 藏拉 萨，海拔高度3658米，6月1日（6月份温度最高），环境温度23C。

在Icepak里仅仅需要勾选Altitude，输入3658米，即可模拟此海拔高度下的大气环境。

轻松勾选Solar loading，加载太阳热载荷，输入日期、时间、时区、经纬度、天气情况、变压器布置的朝向，即可考虑太阳热载荷。

计算结果如下：

变压器内油的温度分布：比海平面情况下温度高约11C，这主要是由于海平面上升，导致空气密度降低，相应的冷却能力降低，同时太阳对变压器壳体进行热辐射，因此导致变压器的最高温度升高。

切面的温度分布：

铁心及线圈的温度分布：

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