特高壓換流變壓器閥側(cè)套管電熱場分布特性研究.pdf

1、特高壓輸電是解決我國能源和電力發(fā)展的治本之策。近年來，直流輸電因其“輸送容量大，輸電距離遠(yuǎn)”的優(yōu)點(diǎn)而被我國輸電工程所廣泛采用。換流變壓器閥側(cè)套管是直流輸電系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，其性能的穩(wěn)定性直接關(guān)系到直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。工作電壓形式復(fù)雜和直流工程中電流巨大的雙重影響導(dǎo)致?lián)Q流變閥側(cè)套管故障頻發(fā)。因此，本文通過仿真計(jì)算、實(shí)驗(yàn)研究等手段分析了換流變閥側(cè)套管運(yùn)行中電熱場的分布規(guī)律;通過模擬套管典型故障，研究了套管故障狀態(tài)下的放電特征以及電場

2、特征，可為發(fā)現(xiàn)套管絕緣的薄弱區(qū)域，研究套管故障的產(chǎn)生與發(fā)展機(jī)理提供參考。
　　基于干式SF6換流變壓器閥側(cè)套管實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸，運(yùn)用有限元仿真軟件INFOLYTICA建立換流變壓器套管仿真模型，計(jì)算在直流、交流、極性反轉(zhuǎn)等典型激勵(lì)作用下?lián)Q流變壓器套管的電場，以此對比分析了不同類型激勵(lì)下?lián)Q流變閥側(cè)套管的電位、電場分布規(guī)律，并討論了套管電容芯子中的鋁箔對于套管電場的優(yōu)化作用。
　　針對直流輸電工程中電流等級進(jìn)一步提高，換流變閥側(cè)套管

3、過熱情況嚴(yán)重的問題。通過運(yùn)用仿真軟件SIMULINK計(jì)算了換流變閥側(cè)套管所承受電流的頻譜特征，并通過現(xiàn)場測量調(diào)研了負(fù)荷高峰期換流變壓器油的溫度情況，以此掌握了換流變閥側(cè)套管運(yùn)行時(shí)的工作電流、溫度等環(huán)境條件。進(jìn)一步通過設(shè)計(jì)模擬換流變閥側(cè)套管運(yùn)行環(huán)境的大電流溫升試驗(yàn)平臺，對換流變壓器套管樣品開展了溫升試驗(yàn)。通過合理地制定溫升試驗(yàn)程序，在套管電容芯子軸向、徑向關(guān)鍵位置布置溫度探頭，獲得了實(shí)驗(yàn)中套管不同位置的溫度結(jié)果。以此研究了套管樣品在溫升實(shí)

4、驗(yàn)中的熱態(tài)變化規(guī)律以及換流變閥側(cè)套管在運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)溫度場分布規(guī)律。
　　針對換流變閥側(cè)套管在實(shí)際運(yùn)行中的故障發(fā)生情況。設(shè)計(jì)、加工了模擬芯體電容屏擊穿、芯體中混入金屬顆粒、芯體中混入氣泡、芯體中產(chǎn)生裂紋等四種典型故障的套管模型。并在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬直流套管運(yùn)行環(huán)境對四類故障套管模型開展了局部放電試驗(yàn)研究，統(tǒng)計(jì)了四類故障下套管模型放電次數(shù)與單次放電量之間的關(guān)系，分析了直流套管在四類典型故障下的放電特征，并結(jié)合電場仿真分析了四類典型故障