本文關鍵詞：運行環(huán)境因素對交直流復合電場下油紙絕緣沿面爬電的影響

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【摘要】：換流變壓器是高壓直流輸電的重要設備,其閥側發(fā)生的絕緣故障往往是導致事故的原因。閥側繞組承受著交直流復合電場,直流電場會導致油紙絕緣材料的匝間、圍屏中會積聚一定的空間電荷,而交流場會使得電荷一直處在入陷和脫陷這一交替狀態(tài),會加速絕緣材料的老化、損傷,甚至沿面放電。并且交直流復合電場中直流成分、溫度和紙板水分等會隨著運行工況而發(fā)生改變,此外某些換流變壓器采用的變壓器油與紙板的類別也與普通變壓器所采用的有著明顯的區(qū)別,因此本課題將開展換流變壓器運行環(huán)境因素對交直流復合場下油紙絕緣沿面爬電影響的研究,著重研究交直流復合電場中直流成分、溫度、油浸紙板水分以及變壓器油浸紙板的類型對沿面爬電的影響,并考慮空間電荷在其中的影響作用。利用交直流復合場下油紙絕緣試驗平臺和界面電荷測量平臺,以極不均勻場下針板沿面電極為模型,運用常規(guī)脈沖電流法和界面電荷密度測量,研究了直流成分(正極性交直流比1：1、1：3、1：5)對沿面爬電的影響,并記錄爬電碳痕的發(fā)展面積。在此基礎上,對正極性交直流比1：1下,研究了溫度和油浸紙板水分對沿面爬電和界面電荷密度的影響,最后對比了普通變壓器油浸紙板和換流變壓器的油浸紙板的放電特性。研究表明：交直流復合電場下,界面電荷的積聚會隨著交流相位的變化而進行波動,并且會隨著直流成分的增加而增加。而當直流成分增加時,油紙絕緣的沿面爬電的局部放電起始電壓較高,并且發(fā)展過程中放電量和放電次數(shù)也較少,碳痕面積也較少。交直流比例從1：1到1：5的沿面放電起始電壓隨從復合電壓峰值29.9kV提高到了36.4kV,并且放電重復率1：1條件下明顯大于1：3和1：5條件下的,1：1下的碳痕面積達到整幅圖片的54%。而當交直流比達到1：3、1：5時,由于放電能量較低,油浸紙板上并沒有出現(xiàn)交直流比1：1下碳痕的發(fā)展。由此可見直流成分越大,沿面爬電越難發(fā)生并且程度也較小,這與界面電荷對針尖電場的削弱作用致使電場強度下降致使放電難以產生的分析是一致的。這表現(xiàn)了相同極性的界面電荷密度對沿面放電的抑制作用。溫度越高,沿面爬電的起始電壓越低,并且放電過程中放電量和次數(shù)明顯較多,碳痕也較大。20℃下沿面放電起始電壓為復合電壓峰值44.3kV,80℃下則下降到12.1kV,下降幅度為72.6%,并且80℃下起始時的放電重復率要比20℃閃絡前的放電重復率大。而碳痕面積30℃達到圖片的54%,而10℃僅為1.5%。溫度較高的情況下,界面電荷密度積累較少,這體現(xiàn)了界面電荷對沿面爬電抑制作用的減弱。當油浸紙板水分,從0.61%增加到4.68%時,油紙絕緣的界面電荷密度也會呈現(xiàn)下降的變化。與此同時,當紙板水分從0.6%增加到3%時,沿面放電起始電壓從復合電壓峰值43.4kV下到24.2kV,下降幅度為44.24%,放電重復率也相應的增大。高水分下的碳痕面積大小為低水分下的1.8倍。水分含量越高,沿面爬電的局部放電起始電壓越低,放電重復率、放電量和碳痕面積也明顯增加,這與界面電荷密度降低對沿面爬電抑制作用的減弱是一致的。換流變壓器油浸紙板的電氣絕緣性能高于普通變壓器油浸紙板的,表現(xiàn)在閃絡電壓較高,并且閃絡前在復合電場下并無明顯的局放,閃絡之后產生的碳痕面積也較小。
【關鍵詞】：油紙絕緣 沿面爬電 交直流復合電場 界面電荷 沿面閃絡 換流變壓器
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM855
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 選題背景及其意義11-12
• 1.2 國內外現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 交流直流復合電場下油紙絕緣沿面爬電的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 空間電荷對油紙絕緣沿面爬電的影響研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 目前研究中存在的問題16
• 1.4 課題研究的主要內容16-18
• 第2章 實驗平臺和實驗模型18-28
• 2.1 復合電場下油紙絕緣沿面爬電影響因素實驗平臺18-20
• 2.1.1 復合電場下油紙絕緣沿面爬電實驗平臺18-19
• 2.1.2 局部放電檢測裝置與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19-20
• 2.2 復合電場下油紙絕緣界面電荷測量平臺20-24
• 2.2.1 復合電場下油紙絕緣界面電荷裝置20-22
• 2.2.2 界面電荷測量原理22-24
• 2.3 實驗模型與仿真24-26
• 2.4 實驗樣品的處理與測量26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第3章 交直流復合電場下直流成分對油紙絕緣沿面爬電的影響28-40
• 3.1 直流成分對油紙絕緣沿面爬電的影響28-32
• 3.1.1 實驗方法28-29
• 3.1.2 實驗結果29-32
• 3.2 不同直流成分下實驗結果分析32-38
• 3.2.1 不同直流成分下界面電荷特性32-35
• 3.2.2 不同直流成分下油紙絕緣沿面爬電的分析35-38
• 3.3 本章小結38-40
• 第4章 復合電場下油紙絕緣沿面爬電溫度特性40-50
• 4.1 實驗方法40-41
• 4.2 沿面爬電溫度特性實驗結果41-43
• 4.3 不同溫度下實驗結果分析43-49
• 4.3.1 不同溫度下的界面電荷特性43-45
• 4.3.2 不同溫度下的油紙絕緣沿面爬電的分析45-49
• 4.4 本章小結49-50
• 第5章 油浸紙板水分和紙板類型對油紙絕緣沿面爬電的影響50-67
• 5.1 復合電場下油浸紙板含水量對沿面爬電的影響50-59
• 5.1.1 不同紙板含水量下沿面爬電過程50-54
• 5.1.2 結合界面電荷特性的分析54-59
• 5.2 油浸紙板類型對沿面閃絡電壓的影響和特性分析59-62
• 5.3 紙板紋理對油紙絕緣沿面爬電的影響62-66
• 5.4 本章小結66-67
• 第6章 結論67-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果73-74
• 致謝74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：610468