澆注干式變壓器電場計算及線圈表面放電抑制方法研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城市化進程的不斷推進，城市綜合樓宇不斷涌現(xiàn)，城市軌道交通在全國大中型城市得到飛速發(fā)展。環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器因其具有無毒、阻燃、體積小、噪音低、抗短路能力強、環(huán)保等優(yōu)點，而被廣泛地應用于城市樓宇、變電站及軌道交通牽引供電系統(tǒng)中。但隨著環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器的廣泛應用，其運行環(huán)境日益復雜，部分干式變壓器長期工作于受潮、污穢等惡劣條件下，導致線圈外絕緣表面頻繁發(fā)生放電現(xiàn)象，在外絕緣表面形成樹枝狀放電痕跡，產(chǎn)生不可

2、逆的損傷;受損干式變壓器若長期運行，極易發(fā)生絕緣擊穿，并引發(fā)爆炸起火。針對上述問題，本課題開展環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器電場計算及表面放電抑制措施研究，主要研究內(nèi)容包括:
　　首先，闡述了靜電場計算的基本理論，并分析了靜電場的有限元計算方法和實施步驟;結合某一實際干式變壓器電磁結構參數(shù)，采用ANSYS軟件建立了該變壓器的二維有限元電場分析模型;重點對該變壓器在線圈表面潔凈干燥、表面受潮、外絕緣厚度變化、表面凹陷、表面染污及雷電沖擊等多

3、種運行條件下的電場進行了分析計算;并對上述研究結果進行了對比分析，結果表明表面受潮是線圈外絕緣表面產(chǎn)生放電的最主要原因，為提出線圈表面放電抑制措施提供理論依據(jù)。
　　其次，由于環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器型號眾多、結構各異、接線型式多變，若對單一干式變壓器進行獨立建模計算，建模過程耗時、計算周期長;因此，為了實現(xiàn)對干式變壓器的快速電場計算，基于VB軟件，本文開發(fā)了一套環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器通用電場計算軟件;基于該通用電場計算軟件，計算人

4、員只需輸入干式變壓器的結構參數(shù)和電磁參數(shù)，即可快速實現(xiàn)對其電場的分析;同時，依據(jù)已有雷電沖擊計算軟件，可將計算結果導入通用電場計算軟件，分析計算雷電沖擊條件的電場分布。
　　最后，論述了氣體中沿固體介質(zhì)表面的放電機理，對比分析了均勻電場和極不均勻電場兩種條件下固體介質(zhì)表面放電原因及特性;并結合干式變壓器在多種運行條件下的電場分布特點，本文提出了采用憎水性涂料和半導電性涂料兩種涂料對線圈外絕緣表面進行表面處理，并對兩種表面防護措施條