本文關(guān)鍵詞：63kV高壓交流套管的絕緣設(shè)計

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【摘要】：隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)對其運行的電氣設(shè)備的絕緣水平要求越來越嚴苛,絕緣性能直接影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性。高壓套管作為配合高壓電氣設(shè)備使用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件,其絕緣性能成為了高壓電力領(lǐng)域的重要課題。近年來,由于套管失效直接或間接引起的事故量不斷增加,由此帶來的經(jīng)濟損失是十分巨大的,因此,保證套管的安全工作對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著不可估量的工程價值。國內(nèi)外研究提出了部分電壓等級所使用套管的一些設(shè)計方案,但尚未有一套完整的理論和方法可以指導(dǎo)套管的設(shè)計和絕緣結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。本文以63kV高壓交流電容式套管為研究對象,根據(jù)套管的適用條件,開展絕緣結(jié)構(gòu)的研究與設(shè)計,提出了一套適用一定高壓等級范圍內(nèi)所使用套管的設(shè)計思路和方案。針對電容式套管絕緣結(jié)構(gòu)的特點,本文重點設(shè)計了套管的內(nèi)絕緣和外絕緣。內(nèi)絕緣電容芯子采用等電容設(shè)計法計算極板參數(shù),然后用等裕度法對極板參數(shù)進行優(yōu)化,并開發(fā)出一套設(shè)計軟件包；外絕緣方面,重點研究了材料的選型和傘形結(jié)構(gòu)設(shè)計,提出了外絕緣設(shè)計的通用方法；最終實現(xiàn)套管絕緣結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計。依據(jù)上述研究成果,建立套管的電場分析模型,采用ANSYS軟件完成有限元模型的建立與計算,獲得套管的電場強度分布規(guī)律,并對計算結(jié)果進行分析。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)仿真結(jié)果中給出的套管場強敏感區(qū)域進行局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,提出了一定高壓等級范圍內(nèi)所使用套管絕緣結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法。經(jīng)仿真計算及試驗證明,該套管設(shè)計方案是科學(xué)合理的,本文提出的設(shè)計思想和解決方案是可行的,可以為同類設(shè)計工作提供技術(shù)指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：高壓套管 絕緣結(jié)構(gòu) 等裕度法 電場計算 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM216.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.1.1 高壓套管概述9-10
• 1.1.2 高壓套管關(guān)鍵問題的研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 高壓套管的發(fā)展概況11-12
• 1.2.2 高壓套管問題的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 有限元法在電場分析中的應(yīng)用15-23
• 2.1 有限元法的基本思想15-16
• 2.2 有限元法計算的基本過程16
• 2.3 電場問題的有限元法16-22
• 2.3.1 靜電場的泛函值16-17
• 2.3.2 邊界條件的類型17-19
• 2.3.3 二維有限元解法19-21
• 2.3.4 變分問題的離散21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 3 63kV高壓交流套管絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計23-42
• 3.1 高壓套管的絕緣結(jié)構(gòu)23-25
• 3.2 套管內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計25-37
• 3.2.1 電容式套管設(shè)計原理25-28
• 3.2.2 電容芯子參數(shù)計算28-35
• 3.2.3 套管圓柱部分設(shè)計35-37
• 3.3 套管外絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計37-41
• 3.3.1 絕緣材料的選擇37-39
• 3.3.2 上絕緣套的設(shè)計39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 63kV高壓交流套管的電場計算及結(jié)構(gòu)優(yōu)化42-56
• 4.1 高壓套管的電場模型42-44
• 4.1.1 高壓套管的電場分布特點42
• 4.1.2 套管電場計算有限元模型的建立42-44
• 4.2 高壓套管的電場計算44-51
• 4.2.1 計算模型44-45
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分45-46
• 4.2.3 計算結(jié)果46-51
• 4.3 高壓套管絕緣結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計51-55
• 4.3.1 屏蔽罩的應(yīng)用51-52
• 4.3.2 尖端優(yōu)化52-53
• 4.3.3 接地屏蔽電極和應(yīng)力錐的應(yīng)用53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 5 63kV高壓交流套管的試驗56-62
• 5.1 高壓套管的制作56-57
• 5.2 高壓套管的試驗57-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻64-66
• 附錄A 電容芯子計算程序66-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻】

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本文編號：1000494