随着城区用电负荷的快速增加,城区内变电站的建设数量也在不断增加。综合考虑土地占用面积及城市环境协调等问题,地下变电站及户内变电站的比例越来越大。在封闭的三维空间内,变压器散热十分困难,为保证散热效果,其变压器的冷却器形式及布置方式与常规变电站有很大差异,一般使用分体式、上下式或水平式布置。本文主要从热力学与流体力学角度出发,对分体式变压器进行研究,给出其整个冷却系统中各物理参数的计算方法和变压器本体的数值模拟方法。用于指导分体式变压器冷却系统结构的各项设计。同时可以更好的保障变电站分体冷却变压器的可靠安全运行,提升电网运行可靠性。主要的研究内容与结果有:(1)针对分体式变压器冷却系统所用的片式散热器进行研究。分析其散热过程和流体流动原理,给出在指定散热器油的入口温度与流速的条件下,散热器的出口油温和散热功率的计算方法,得到计算程序。(2)针对分体式变压器冷却系统的循环回路进行研究。分析循环驱动力的产生与各项阻力的计算方法,给出在已知散热器油入口温度的条件下,循环回路中油流率的计算方法,得到计算程序。(3)分析了变压器冷却系统中关键组部件的功能,发热元件的产热原理,及各部件的散热原理。(4)针对分体式变压器冷却系统中的变压器本体进行有限元分析。建立了分体式变压器完整的三维模型,使用ANSYS FLUENT CFD软件进行数值模拟,将前两部分得到的计算程序接入FLUENT中,得到实际运行工况下,该型号的变压器出口油温度为339.08K,顶层油温为341.30K,油温与底层油温的温差为13 K。分析三维温度场模型,给出了高低压绕组每饼的温升和绕组热点温度出现的位置,高压绕组最高温升约为64 K,调压绕组最高温升为52 K,低压绕组最高温升为63 K,都低于温升极限标准;分析三维速度场模型,给出了变压器本体和出口油的流动情况。计算出给定工况下分体式变压器冷却系统各参数的值。(5)对上下分体式变压器进行了实验研究,测量了不同工况下各点的实际温度值,将温度值与所得的计算结果进行比对,探讨了散热器与本体垂直距离对冷却性能的影响,在一定范围内,散热器与本体垂直距离变大,平均油温升高。