流速對絕緣油中金屬微粒放電的影響機制.pdf

1、隨著電網(wǎng)建設的快速發(fā)展，我國在輸電容量、設備和技術水平等都走在了世界前列，對輸變電設備的性能和運行可靠性也提出了更高的要求。大型電力變壓器作為輸變電設備中最關鍵的設備之一，其對整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著尤為重要的作用。變壓器內(nèi)絕緣劣化是導致變壓器故障的一個重要原因，而局部放電（Partial Discharge，簡稱PD）是變壓器內(nèi)絕緣性能降低的重要因素之一，因此判斷分析變壓器內(nèi)部的絕緣狀態(tài)可以通過監(jiān)測分析變壓器內(nèi)部的PD信號來實現(xiàn)

2、。在變壓器油生產(chǎn)和變壓器制造、運輸、安裝以及運行等環(huán)節(jié)中，會因各種原因混入不同類型的固體雜質微粒，其中以金屬微粒對變壓器內(nèi)絕緣性能的影響最為嚴重。目前國內(nèi)外有關這方面的研究主要是針對靜止狀態(tài)下微粒雜質對變壓器油絕緣性能的影響，而在實際運行變壓器中，變壓器油總是處于流動狀態(tài)而非靜止，因此有必要對流動狀態(tài)下變壓器油中金屬微粒的PD特性展開深入的研究。本文根據(jù)實際工程中電力變壓器的真實運行情況，設計了能夠反映真實運行中電力變壓器油道結構且能提

3、供流動變壓器油的微粒放電模擬試驗系統(tǒng)，同時建立了流動狀態(tài)下絕緣油中金屬微粒產(chǎn)生PD與擊穿的理論，總結了流速對絕緣油中放電與擊穿的影響機制，并利用特高頻（Ultra High Voltage，簡稱UHF）法采集了大量不同流速下UHF PD信號數(shù)據(jù)，研究了流速對變壓器油中金屬微粒產(chǎn)生PD與擊穿放電的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①根據(jù)真實變壓器油道結構及其內(nèi)部電場分布狀況，設計了微粒放電模擬試驗系統(tǒng)放電發(fā)生裝置，構造了符合現(xiàn)場工程實

4、際的金屬懸移微粒缺陷物理模型，同時在該放電試驗平臺上進行了大量的試驗研究，獲取了絕緣油中懸移金屬微粒放電的試驗數(shù)據(jù)。②建立了絕緣油中金屬微粒的放電模型，分析了金屬微粒在油道中的受力情況，利用 Fluent仿真軟件仿真了絕緣油中金屬微粒群的運動軌跡與分布規(guī)律，分析了靜止狀態(tài)和流動狀態(tài)下絕緣油中金屬微粒的運動過程，提出了流動狀態(tài)下金屬微粒的運動主要包括四種狀態(tài)：緩慢滾動、小幅振蕩、劇烈跳躍和水平流動。建立了四類油中金屬微粒放電模型：粒板間電

5、荷轉移、微粒間電荷轉移、微放電和電暈放電。提出了一種油中金屬微粒產(chǎn)生擊穿放電的理論，并分析了擊穿放電發(fā)生的條件，最后根據(jù)以上模型與理論總結分析了絕緣油流速對各類放電的影響機制。③構建了不同流速下絕緣油中金屬微粒PD二維譜圖以及UHF PD信號頻譜圖，提取了起始放電電壓（Partial discharge inception voltage，簡稱PDIV）、放電次數(shù)與幅值、相鄰放電脈沖時間間隔以及等值累計放電量等可以表征放電劇烈程度的特征