低温环境下变压器油纸复合绝缘特性实验研究

论文摘要

变压器是电力系统中最核心的电气设备,油纸绝缘是电力变压器的主要绝缘形式。变压器安全运行直接关系到电网的安全与稳定。一直以来,国内外学者关注的是高温下油纸绝缘特性,高温下的老化决定了变压器可靠性和运行寿命。但是近几年我国东北地区出现了低负荷变压器或备用变压器在异常低温条件下发生绝缘故障的现象。为此,进行低温环境下油纸绝缘特性的研究以保证严寒地区变压器的安全运行具有较大的经济效益和社会效益。为了实验研究油纸绝缘的低温电气绝缘性能,首先研发了具有隔热性能的高压穿墙套管,并将其安装固定在低温冰箱的上盖上,从而构建可以模拟现实中变压器低温环境运行的实验平台。本文重点研究了低温条件下不同油纸比例的油纸绝缘的交流介电性能与介电强度,以及微水含量对其影响规律等。实验结果发现:在降温过程中,油纸绝缘系统的损耗因数表现出先降后升的变化趋势,并且微水含量越高,损耗因数就越大;而相对介电常数降温过程表现为单调上升;交流击穿电压则变化规律表现出两次下降过程,这可能与降温过程中微水从油中析出和纸中挤出两个过程相关。根据实验结果可推断,极低温度下变压器绝缘故障与微水含量密切相关,欲保障油纸绝缘变压器极低温度下的安全运行绝缘中微水含量必须严格限制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 变压器绝缘油的应用与发展现状
• 1.2.1 矿物绝缘油
• 1.2.2 植物绝缘油
• 1.3 油纸复合绝缘研究现状
• 1.4 课题来源与论文主要研究任务
• 第2章 高压低温实验平台的建立
• 2.1 低温环境的实现
• 2.2 试验容器设计
• 2.3.1 三电极系统设计
• 2.3.2 绝缘支架结构设计
• 2.3.3 电极的连接与固定
• 2.4 隔热式高压穿墙套管的设计研发
• 2.4.1 电缆的抽芯处理
• 2.4.2 电缆的校直与剥切
• 2.4.3 截取户内、户外伞裙
• 2.4.4 安装冷缩型电缆终端
• 2.5 整体试验平台的组装及温度测试
• 2.6 测试线路的接线
• 2.7 套管耦合阻抗的消除
• 2.8 不同含水量的油样制备
• 2.9 本章小结
• 第3章 油纸复合绝缘介电参数测试与结果分析
• 3.1 介质损耗定义与分类
• 3.2 介电参数测试方法
• 3.3 倒相法测试
• 3.4 试样的预处理与测试内容
• 3.5 实验结果分析
• 3.5.1 不同油纸比例下介电参数与温度的关系
• 3.5.2 不同微水含量下介电参数与温度的关系
• 3.5.3 不同降温速率下介电参数与温度的关系
• 3.6 本章小结
• 第4章 油纸复合绝缘击穿实验设计与结果分析
• 4.1 变压器油击穿的气泡理论
• 4.2 复合绝缘击穿
• 4.3 变压器油的低温击穿实验设计
• 4.4 电极间相互影响的消除
• 4.5 试样预处理与测试内容
• 4.6 实验结果分析
• 4.6.1 微水含量对变压器油低温击穿特性的影响
• 4.6.2 微水含量对油纸复合绝缘结构低温击穿特性的影响
• 4.6.3 变压器油中微水含量随温度变化分析
• 4.6.4 变压器油的冷冻回温实验研究
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢