蔡定国，姚育成，，3，徐业彬，唐金权

(1.明珠电气有限公司，广东 广州 511400;2.华中科技大学 光电子科学与工程学院，湖北 武汉 430074;3.湖北工业大学 理学院，湖北 武汉 430068)

0 引言

随着城市供电要求的提高，环氧浇注干式变压器的使用越来越普遍[1]。干式变压器与油浸式变压器相比具有安全环保的优点，但其导热性能较差[2]。工作中绕组温升会加速绝缘老化，影响变压器寿命。影响变压器寿命的温升主要是热点温升，平均温升及表面温升并不能代表热点温升的大小，用实验方法得到热点温升的难度和成本都较高。所以变压器绕组的温度场数值分析对提高变压器的可靠性具有重要意义[3，4]。目前对干式变压器温度场数值研究多是根据经验方法确定壁面换热系数来求解导热微分方程，或采用相关商业软件建立流固耦合模型求解[4～7]。干式变压器气道宽高比等参数已不满足典型大空间自然对流换热条件，仅采用壁面自然对流换热关系式作为边界条件求解热传导方程易出现较大的误差;而使用相关商业软件则因其集成性高，不利于流固耦合过程的分析。本文从空气质量、动量和能量守恒方程出发，建立干式变压器流固耦合分析模型，摆脱了变压器气道参数限制，较准确的分析了壁面空气对流换热过程，计算了窄气道干式变压器的温度分布，对分析干式变压器温度场影响因素、指导优化设计有重要意义。

1 干式变压器温度场流固耦合数学模型

1.1 控制方程

干式变压器流固耦合数值分析可分为两部分:一部分是变压器绕组产生热量进行热传导，需求解热传导方程;另一部分是空气通过传导和对流传热，需同时求解流场温度和流动场方程。……