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大型换流变压器阀侧电场特性的研究

作　者: 王罡
导　师: 曾林锁
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 极性反转暂态场有限元油纸复合绝缘换流变压器
分类号: TM42
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 203次
引　用: 6次
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内容摘要

换流变压器是高压直流输电中的关键设备之一,它与电力变压器的主要区别及关键技术在绝缘结构上,产品在试验和运行中故障率最高的也是绝缘故障,而换流变压器的故障多数情况下都是在极性反转时发生的。换流变压器绝缘故障主要出现在阀侧端部,对其运行的可靠性和运行维护十分重要。因此从这两方面分析换流变压器绝缘问题是十分必要的。本文在对极性反转电压下电场特性理论分析的基础上,对不同激励下端部电场的分布特征以及在极性反转时换流变压器油纸复合绝缘电场的分布特征进行了分析,同时也对平行板电场和轴对称电场在极性反转电压下的电场分布特征进行探讨,得出了极性反转是换流变压器运行中一种特殊的工作状态,此时绕组承受交、直流耦合电场的作用,其中直流电场为非线性、各向异性场。本文着重研究了极性反转条件下阀侧电场对阀侧绝缘结构的影响;针对直流电场各向异性的特点,应用ANSYS软件建立了该电场的有限元模型,为准确计算高压直流电场奠定了可靠的基础。并且分析介质的电阻率和极性变换对阀侧绝缘设计的影响,研究电导率和场强分布的关系,以及极性反转时间对阀侧电场分布的影响。并分别计算了4种典型的换流变压器绕组端部绝缘结构中极性反转电场的分布。通过对计算结果的分析得出了一些具有实用意义的结论,可为工程设计提供有益的借鉴。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-23
  1.1 高压直流输电概述  10-18
    1.1.1 高压直流输电的历史  10-11
    1.1.2 我国高压直流输电的发展历史  11-12
    1.1.3 高压直流输电技术的发展趋势  12-18
  1.2 换流变压器绝缘关键问题研究意义  18-19
  1.3 换流变压器阀侧绝缘问题国内外研究现状  19-21
    1.3.1 换流变压器阀侧生产与研制的发展现状  19-20
    1.3.2 换流变压器极性反转时内部暂态场的研究现状  20-21
  1.4 课题的主要研究内容  21-23
第二章复合介质中暂态电场物理过程的理论分析  23-37
  2.1 极性反转暂态电场的物理过程的分析  23-27
    2.1.1 用空间电荷的观点解释极性反转的暂态电场物理过程  23-25
    2.1.2 油纸复合绝缘材料的特性分析  25-27
  2.2 复合介质暂态场的数学模型建立  27-34
    2.2.1 油纸复合绝缘材料的有限元分析  27-29
    2.2.2 油纸复合绝缘材料的数学模型  29-33
    2.2.3 油纸复合绝缘材料的边值问题  33-34
  2.3 复合介质在不同激励作用下电场的分布特征  34-37
第三章换流变压器阀侧绕组端部的数学模型及其电场特性的分析  37-51
  3.1 换流变压器阀侧绕组端部典型电场的研究  37-40
    3.1.1 电阻率的取值  37-38
    3.1.2 平行板电场  38-40
    3.1.3 轴对称复杂场  40
  3.2 换流变压器阀侧绕组端部电场的有限元计算  40-43
    3.2.1 建立数学模型  40-41
    3.2.2 边界值问题  41-42
    3.2.3 初始电压问题  42-43
  3.3 计算实例模型  43-51
    3.3.1 电阻率的取值  43-44
    3.3.2 计算实例  44-45
    3.3.3 计算模型  45-47
    3.3.4 四种典型绝缘结构中的电场分布  47-51
第四章介质参数和极性反转电场对换流变压器绝缘结构的影响  51-62
  4.1 在交、直流电压下电场计算结果与分析  51-55
  4.2 在极性反转电压下电场计算结果与分析  55-58
  4.3 极性反转时间对绝缘结构的影响  58-60
  4.4 极性反转时不同结构的耐压值比较  60-62
第五章结论  62-63
参考文献  63-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

大型换流变压器阀侧电场特性的研究

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