交直流復(fù)合電場下?lián)Q流變匝間放電發(fā)展過程的研究.pdf

1、換流變壓器作為特高壓直流輸電系統(tǒng)中的核心設(shè)備，在直流輸電系統(tǒng)中起著不可代替的重要作用。與交流變壓器不同，換流變壓器閥側(cè)繞組長期承受交流、直流、交直流復(fù)合電場的作用，其油紙絕緣受到更為嚴(yán)酷的考驗(yàn)。匝間絕緣作為換流變壓器繞組絕緣的薄弱環(huán)節(jié)，其運(yùn)行可靠性受到高度重視，但目前關(guān)于換流變壓器復(fù)合電壓下匝間絕緣的局部放電特征以及油中水分含量、油溫、不同油品對放電特性的影響尚不明朗。
　　本文實(shí)驗(yàn)平臺的搭建嚴(yán)格依照換流變壓器的實(shí)際運(yùn)行情況，針對

2、換流變壓器在出廠試驗(yàn)及運(yùn)行中的匝間絕緣，研究了匝間模型在交直流復(fù)合電場下的局部放電發(fā)展過程。主要內(nèi)容包括交直流復(fù)合電壓對匝間局部放電的影響;變壓器油中水分含量的改變對換流變匝間局部放電的影響;油溫分別為80℃、50℃、20℃時(shí)換流變匝間局部放電情況;克拉瑪依25號油、殼牌大雅納S3號油對換流變匝間局部放電的影響。以上研究為油紙絕緣強(qiáng)度提供理論依據(jù)，為換流變壓器油紙絕緣故障診斷打下基礎(chǔ)。
　　研究結(jié)果表明，隨著交直流復(fù)合電壓中直流分

3、量的增加，放電相位由負(fù)半周期向正半周期偏離，放電起始電壓和臨近擊穿電壓升高，放電發(fā)展速度減慢，放電劇烈程度減少;各類特征氣體交流電壓下產(chǎn)氣量明顯高于交直流復(fù)合電壓下產(chǎn)氣量。起始電壓交直流1/1復(fù)合電壓比交流電壓情況下高20％，交直流1/3復(fù)合電壓比交流電壓情況下高40％，交直流1/5復(fù)合電壓比交流電壓情況下高200％;臨近擊穿電壓，交直流1/1復(fù)合電壓比交流電壓情況下高122.2％，交直流1/3復(fù)合電壓比交流電壓情況下高155.6％。交

4、流電壓下單位放電次數(shù)分別為交直流1/1、交直流1/3的12.9倍和20.65倍;交流電壓下總放電量分別為交直流1/1、交直流1/3的46.6倍和49.5倍。C2H2交流電壓下產(chǎn)氣量為1/1復(fù)合電壓的1.35倍，1/3復(fù)合電壓的4.3倍。原因是復(fù)合電場中直流成分的增加使油紙界面積聚的同極性界面電荷形成的反向電場削弱了電極附近的電場強(qiáng)度，直流成份比例越高，油紙界面積聚的電荷密度越大，抑制放電進(jìn)行。
　　變壓器油中水分含量的增加使得其放

5、電程度變劇烈，放電次數(shù)增加，而放電隨時(shí)間的發(fā)展比較平穩(wěn)的上升，單位時(shí)間最大放電量一直維持在一定水平，起始電壓和臨近擊穿電壓都降低;隨放電發(fā)展C2H6產(chǎn)氣量差距最為明顯。變壓器油中水分含量26.9ppm時(shí)比油中水分含量9.8ppm時(shí)起始放電電壓下降57.14％，臨近擊穿電壓下降為62.5％?？偡烹娏扛咚疄榈退?.46倍。原因?yàn)榻缑骐姾呻S油紙水分含量的增加呈現(xiàn)減小的趨勢，油紙絕緣界面電荷密度下降，對直流電場的抑制作用下降，放電增強(qiáng)。

6、>　　變壓器油溫的升高使匝間放電的起始電壓和臨近擊穿階段電壓降低，放電程度變劇烈，放電次數(shù)增加，放電量急劇增大，最大高達(dá)1500倍，各類氣體隨溫度的升高產(chǎn)量增大。變壓器油溫50℃時(shí)，起始放電電壓降為油溫20℃時(shí)的71.4％，臨近擊穿階段電壓與油溫20℃時(shí)相近;油溫80℃時(shí)，起始放電電壓降為油溫20℃時(shí)的57.1％，臨近擊穿階段電壓壓降為油溫20℃時(shí)的69.5％。油溫80℃時(shí)放電發(fā)展加速，僅用四個(gè)實(shí)驗(yàn)階段就擊穿。放電重復(fù)率，油溫80℃實(shí)驗(yàn)

7、是油溫50℃的40倍，是油溫20℃的100倍?？偡烹娏浚蜏?0℃實(shí)驗(yàn)是油溫20℃的1500倍，油溫50℃實(shí)驗(yàn)是油溫20℃的60倍。CH4和C2H2隨溫度的升高差距最為明顯。原因?yàn)榻缑骐姾擅芏入S溫度的上升呈現(xiàn)下降趨勢，對電場的抑制作用減小，放電增強(qiáng)。
　　變壓器用克拉瑪依25號油時(shí)起始放電電壓和臨近擊穿電壓都比殼牌大雅納S3號油降低，放電程度更劇烈，單位放電次數(shù)和總放電量都增加，放電發(fā)展更迅速。變壓器用克拉瑪依25號油時(shí)，起始放電