隨著經(jīng)濟和工業(yè)的快速發(fā)展,電網(wǎng)裝機容量需求逐漸增大,大容量、長距離、電壓等級高的電力傳輸技術(shù)也開始進入迅速發(fā)展階段。不過氣體絕緣金屬封閉輸電線路（GIL）在運行過程中,電流流過高壓導體時會導致設備發(fā)熱,降低其絕緣水平,引起局部放電甚至導致絕緣擊穿,進而影響設備的可靠運行。在此研究領(lǐng)域最主要的是明確盆式絕緣子的溫度分布規(guī)律及溫度場下的電場分布。本文建立GIL氣室三維熱-流-電耦合數(shù)值分析數(shù)學模型。針對實際GIL管廊為背景,利用有限體積法計算GIL在穩(wěn)態(tài)下的溫度場,取2m長為研究對象,由于GIL管道內(nèi)部呈軸對稱,給出了合理的簡化模型,所以只建立1/2模型。假設GIL不考慮鄰近效應,氣體均為不可壓縮氣體,不考慮GIL渦流損耗。中心導桿為熱源,導體通過自然對流和輻射傳熱給外殼,由于GIL放置于隧道中,不考慮太陽輻射的作用,外殼通過自然對流與外界環(huán)境進行熱量傳遞。在盆式絕緣子溫度場仿真研究的基礎(chǔ)上,以及絕緣子電導率隨溫度的變化規(guī)律,進行多物理場耦合計算分析,對比不同環(huán)境因素對盆式絕緣子電場的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:以環(huán)境溫度293K,負載電流3150A,絕緣氣體壓強0.7MPa為分析對象,分析其... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

蘇通GIL綜合管廊工程

甏?漢稍誦校?行牡幾四誚茍?炔??娜攘渴溝幾宋露壬?擼?湮律?太高會降低設備的絕緣水平，甚至引起絕緣故障。設備運行時，中心導桿載流發(fā)熱將影響其內(nèi)部溫度空間分布均勻度，在母線中起隔離及支撐作用的絕緣子溫度分布也將受影響，溫度呈非均勻分布。絕緣子電導率變化，電場強度分布隨著變化。而GIL設備溫度是判斷設備能否安全運行的重要指標之一，絕緣子電場強度也是判斷設備閃絡故障的重要因素。因此根據(jù)直流絕緣設備運行的具體工況，在考慮溫度梯度情況下精確地對絕緣子進行絕緣結(jié)構(gòu)分析顯得尤為必要。絕緣子絕緣故障如圖1.2所示。圖1.2絕緣子絕緣故障Fig.1.2Insulatorinsulationfailure基于上述分析，以實際GIL為研究對象，建立三維GIL中盆式絕緣子多物理場耦合模型，精準地計算絕緣子流體嘗熱嘗電場的物理特性，分析其實際運行時的溫度分布規(guī)律及電場強度分布，對于分析其在HVDC系統(tǒng)中的運行狀態(tài)具有重要意義。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1GIL研究現(xiàn)狀20世紀70年代，世界上第一條GIL線路采用純SF6氣體作為絕緣氣體，由美國CGIT

第2章絕緣子多物理場耦合數(shù)值模型9411TTAQCvc（2.2）1111001002211424101AATTCAQRC（2.3）3111QTThACC（2.4）式中，T1含義為中心導桿的溫度，T2為外殼的溫度，T3為絕緣氣體的溫度，T4為絕緣子的溫度，A1，A2分別為中心導桿、外殼內(nèi)表面的表面積，Ac為絕緣子與中心導桿接觸面積；ε1，ε2分別為中心導桿，外殼內(nèi)表面的輻射率；λ1為絕緣子與中心導桿之間的傳熱系數(shù)；h1為絕緣氣體與中心導桿之間的對流換熱系數(shù)；C0為斯忒藩-玻耳茲曼常量，其數(shù)值為5.67×10-842/KmW。相關(guān)的傳熱示意圖如下所示。圖2.1GIL熱交換示意圖Fig.2.1GILheatexchangediagram由導體傳遞到外殼的熱量CP。在一定熱平衡情況下，這些熱量可通過輻射與自然對流模式進行傳遞，分別記為QRE和QCE。在此基礎(chǔ)上進行理論分析可確定出如下第二熱平衡方程式[56]：CERECQQP（2.5）4542303TTCAQRE（2.6）5223QTThACE（2.7）式中，A3為外殼外表面的面積，T5為外部環(huán)境的溫度，h2為外部空氣與外殼外表面換熱系數(shù)；ε3為外殼外表面的輻射率；

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]計及溫度的GIS盆式絕緣子氣隙缺陷特性的研究[D]. 李意.中國礦業(yè)大學 2018
[2]氣體絕緣金屬封閉輸電線路的仿真與試驗研究[D]. 仲留寄.蘇州大學 2016
[3]基于準分布式光纖測溫技術(shù)的GIS母線觸點溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 周娜.華北電力大學 2014
[4]高壓GIS多物理耦合場分析及溫度監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 康添慧.湖南大學 2014



本文編號：3208579