±1100kV特高壓換流變壓器作為特高壓直流輸電系統(tǒng)的關鍵設備,其運行的可靠性對直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定具有至關重要的影響,作為目前世界電壓等級最高的換流變壓器,其內部油紙絕緣將承受高強度、極不均勻的電、磁、熱、力極端多物理場的聯合作用,多物理場協(xié)調控制難度極大。目前國內尚未突破±1100kV換流變壓器絕緣配置、結構設計以及關鍵工藝控制技術,為提升自主研發(fā)特高壓換流變壓器的能力,占領國際輸變電裝備研制技術制高點,本文以絕緣油性能為側重進行油紙選型研究,從油、紙老化特征量出發(fā)分析其老化以及電氣特性,結合仿真分析老化對油紙絕緣交直流電場分布的影響,綜合評判油紙組合的性能。本文研究成果為±1100kV特高壓換流變壓器油紙選型提供相關數據參考,具有重要的工程價值和學術意義。本文主要結論與成果如下:(1)針對±1100kV特高壓換流變壓器特殊的運行工況,挑選出克拉瑪依KI-50X、殼牌S4 ZX-I兩種絕緣油以及E級耐熱等級的明士克絕緣紙,得到兩種油紙組合。通過熱老化試驗可得,兩種油紙組合均表現出優(yōu)異的抗老化性能;其中KI-50X油紙組合絕緣紙老化速率較低,即KI-50X絕緣油的油紙配合在絕緣紙抗老化性能方面優(yōu)于S4 ZX-I絕緣油。(2)獲得了不同老化狀態(tài)下絕緣油、紙的相對介電常數、電阻率、介損以及交流、直流、交直流疊加電壓擊穿特性。絕緣油的擊穿場強隨著交流分量的降低而緩慢下降,其擊穿場強最小值與最大值相差較小;絕緣紙的絕緣強度隨著交流分量的降低呈線性增大的變化趨勢,直流擊穿場強遠大于交流擊穿場強;在整個老化階段,SM油紙組合電氣性能明顯優(yōu)于KM油紙組合,但二者在老化90天時仍保持著較高的絕緣強度。(3)通過有限元仿真軟件建立油紙絕緣模型,根據不同老化階段絕緣油、紙相對介電常數以及電阻率的變化規(guī)律,得到不同老化狀態(tài)下油紙絕緣的交直流電場分布規(guī)律。交流電壓在油紙絕緣中呈容性分布,其電場分布情況幾乎不受老化的影響;直流電壓在油紙絕緣中呈阻性分布,老化將導致油中電場強度增大,紙中場強降低;交直流電壓作用下,油中電場強度隨著交流分量的降低,其電場變化率增大。(4)兩種組合油紙絕緣均具有優(yōu)異的老化以及電氣性能,基于此本文主要從油紙配合的抗老化性能,散熱性能以及交直流電場分布等方面考慮,得出KI-50X相較于S4 ZX-I絕緣油,更適合作為±1100kV換流變壓器用絕緣油。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM721.1
【部分圖文】：

適量銅片向老化鐵罐中通入氮氣后密封將老化鐵罐放入130℃的老化箱進行熱老化試驗圖 2.1 絕緣油紙預處理流程圖Fig.2.1 Pre-processing flowchart of oil-paper合度測量入，絕緣紙的聚合度隨之下降，聚合度與絕合度的測量采用黏度測試法，測試標準為 AST試儀如圖 2.2 所示。

重慶大學碩士學位論文的測試儀器選用大慶市日上儀器 JF-5 型庫侖法微量水測樣品測量次數為 6 次，取其平均值為最終絕緣油、紙的生的碘又可與油、紙中的水分反應生成氫碘酸，直至絕完畢。

14圖 2.4 庫侖滴定水分測試儀Fig.2.4 The coulomb titration moisture tester油黏度測試度與絕緣油的散熱性能有著直接的關系，絕緣油運動黏度。本文實驗黏度測試儀為美國 TA 公司生產的 Discovery 系示。測試時量取大約 23mL 絕緣油加入杯桶內，待溫度升讀取數值。單次絕緣油運動黏度測量誤差為 5%，每個樣為最后結果。
【參考文獻】

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本文編號：2840436