温度对换流变压器油纸绝缘击穿特性影响的研究

论文摘要

换流变压器作为高压直流输电的核心设备之一,其运行可靠性直接关系到整个系统的安全运行。与普通电力变压器相比,运行中的换流变压器不仅承受交流电压、雷电冲击电压及操作过电压的作用,还要承受直流、直流叠加交流及极性反转电压的作用。在这些电压下,换流变压器绝缘结构中的电场分布及绝缘材料的击穿特性比较复杂,因此,研究换流变压器油纸复合绝缘的电场分布及击穿特性是十分必要的。首先,为了研究油纸复合绝缘在不同电压作用下的电场分布,建立了简化的油纸绝缘结构模型,利用有限元分析法对电场分布进行分析,并用数学方法推导并进行论证,总结油纸复合绝缘在不同电压作用下的电场分布规律及影响因素。其次,为研究油纸复合绝缘的击穿特性,结合实验室现有设备,本文设计并搭建了一套完整的油纸绝缘击穿试验系统及其预处理和检测装置。最后,通过实验分别对直流、交流、交流叠加直流及极性反转电压作用下温度对油纸复合绝缘的击穿特性进行研究。结果表明虽然在不同温度及电压作用下决定油纸复合绝缘击穿特性的因素较多,比较复杂,但是有一定的规律。该研究可为换流变压器的绝缘设计及高压直流输电设备制造提供理论根据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景、目的及意义
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 换流变压器国内外研究现状
• 1.2.2 换流变压器特点及存在的问题
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 油纸复合绝缘模型电场分析
• 2.1 纸板分隔油隙模型的建立及电场仿真分析
• 2.1.1 模型的建立
• 2.1.2 模型的电场仿真分析
• 2.2 双层油纸绝缘模型电场分布分析
• 2.2.1 双层油纸绝缘模型及等效电路的建立
• 2.2.2 双层油纸绝缘模型的电场分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 试验系统的设计
• 3.1 油纸绝缘击穿试验平台的搭建
• 3.2 击穿箱的设计
• 3.2.1 试验模型及电极的设计
• 3.3 加热与制冷设备
• 3.4 高压试验设备及电压波形
• 3.4.1 高压试验设备搭建
• 3.4.2 试验电压波形及施加方法
• 3.5 本章小结
• 第4章 击穿实验的研究
• 4.1 击穿试样的预处理及检测
• 4.1.1 浸油纸板的处理
• 4.1.2 变压器油的处理
• 4.1.3 试样材料检测
• 4.2 试样制备流程
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 交直流叠加电压作用下温度对油纸复合绝缘击穿特性的影响
• 4.3.2 极性反转电压作用下温度对油纸复合绝缘击穿特性的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢