本文關(guān)鍵詞：換流變壓器閥側(cè)套管的電場分布及絕緣特性研究

  更多相關(guān)文章： 直流套管 有限元法 空間電荷 交、直流場 極性反轉(zhuǎn) 克爾效應

【摘要】：換流變壓器及其閥側(cè)套管是交、直流輸電系統(tǒng)中的換流、逆變兩端接口的核心設備,因為有交、直流電場、磁場的共同作用,所以要求其具有高可靠性和高技術(shù)性能。隨著直流輸電容量和電壓等級的提升,相比換流站內(nèi)其它一次設備,直流套管更易發(fā)生故障,這對直流套管制造水平和運行可靠性也提出了更高的要求。換流變閥側(cè)套管在正常運行時,絕緣系統(tǒng)內(nèi)積累的空間電荷影響了套管內(nèi)部電場,使套管內(nèi)部電場分布不均勻,隨著電壓等級的提高和運行時間的增長,局部電場由于空間電荷的影響越來越集中,可能會發(fā)生擊穿放電和閃絡,造成套管絕緣系統(tǒng)的損壞,嚴重時可能發(fā)生套管自燃甚至爆炸,還有可能使換流變其他設備發(fā)生爆炸造成系統(tǒng)癱瘓,最終導致停電。特高壓直流套管在承受交、直流電壓以及極性反轉(zhuǎn)電壓時,空間電荷都會對其內(nèi)部電場產(chǎn)生影響,對整個特高壓直流輸電系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生嚴重威脅。因此,本文研究空間電荷對特高壓直流套管處在不同工況時電場的影響就具有重要的實際意義。介紹了高壓套管的電氣性能及其關(guān)鍵性和高壓套管的擊穿特性；研究了套管的內(nèi)絕緣和外絕緣的設計,并闡明了內(nèi)外絕緣配合的重要性和配合原則；在闡明了這些基本理論之后本文提出了影響特高壓直流套管電場的關(guān)鍵因素。通過對比套管電場常用的數(shù)值計算方法得到本文使用的方法為有限元法；根據(jù)特高壓直流套管結(jié)構(gòu)特點和1100kV直流套管圖紙建立了特高壓直流套管有限元計算簡化模型；介紹了Infolytica有限元分析計算軟件,確立套管周圍電荷分布的計算模型。通過仿真研究考慮空間電荷影響的交流穩(wěn)態(tài)電場、瞬態(tài)電場和直流穩(wěn)態(tài)電場、瞬態(tài)電場,得到了在直流電壓下,原來很均勻的電場分布發(fā)生了嚴重的畸變(靠近中心導電桿一側(cè)場強增大很多,靠近SF6一側(cè)場強變的很小)。工頻交流電壓下,空間電荷對套管電場的影響主要體現(xiàn)在瞬態(tài)且影響不大,對正常運行狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)場幾乎沒有影響；研究了空間電荷對特高壓直流套管在極性反轉(zhuǎn)場時的電場影響,極性反轉(zhuǎn)結(jié)束瞬間電場強度普遍達到最大值且在SF6側(cè)極板處達到整個過程的最大值；提出了利用克爾效應測量套管電場的方法,進行了利用克爾效應測量電場的實驗,通過對比試驗測量結(jié)果和仿真計算結(jié)果得出了該方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：直流套管 有限元法 空間電荷 交、直流場 極性反轉(zhuǎn) 克爾效應
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM721;TM216.5
【目錄】：

• 中文摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 本課題研究背景與研究意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 直流套管國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 干式直流套管生產(chǎn)設備及關(guān)鍵工藝控制14-17
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 高壓套管絕緣設計18-26
• 2.1 高壓套管的電氣性能18-20
• 2.2 套管內(nèi)外電場絕緣配合原則20-24
• 2.2.1 內(nèi)絕緣設計原則20-22
• 2.2.2 外絕緣設計原則22-24
• 2.2.3 內(nèi)、外絕緣設計配合原則24
• 2.3 特高壓直流套管電場關(guān)鍵影響因素24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 高壓套管仿真計算方法及模型建立26-34
• 3.1 空間電荷簡介及電荷密度計算公式26-28
• 3.2 高壓套管的電場數(shù)值計算方法28-29
• 3.3 Infolytica有限元軟件簡介29-31
• 3.4 套管型絕緣結(jié)構(gòu)電場的特點及特高壓直流套管模型建立31-32
• 3.4.1 電容套管電場的特點31
• 3.4.2 特高壓直流套管有限元計算簡化模型31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-34
• 第4章 考慮空間電荷分布影響的高壓套管電場分析34-50
• 4.1 空間電荷對交、直流場的影響34-39
• 4.1.1 不考慮空間電荷影響的穩(wěn)態(tài)場仿真34-36
• 4.1.2 考慮空間電荷影響的穩(wěn)態(tài)場仿真36-37
• 4.1.3 考慮空間電荷影響的暫態(tài)場仿真37-39
• 4.2 空間電荷對極性反轉(zhuǎn)場的影響39-43
• 4.2.1 極性反轉(zhuǎn)電場的研究意義39-40
• 4.2.2 極性反轉(zhuǎn)電場的仿真方法40-41
• 4.2.3 極性反轉(zhuǎn)電場仿真結(jié)果分析41-43
• 4.3 利用克爾效應測量電場43-48
• 4.3.1 克爾效應測量電場原理43-45
• 4.3.2 測量系統(tǒng)整體構(gòu)成45-46
• 4.3.3 電場測量試驗46-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 結(jié)論50-51
• 致謝51-52
• 參考文獻52-56
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和科研成果56

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張學成;檀金華;牛萬宇;潘良勝;李燦;;±1100kV直流輸電工程換流變壓器閥側(cè)套管的設計[J];高電壓技術(shù);2012年02期

2 李巖;李曉輝;唐聰;李冬雪;;換流變壓器閥側(cè)繞組端部瞬態(tài)電場分析[J];高電壓技術(shù);2012年11期

3 盛海芳,曹曉瓏,陳建國;絕緣材料中的空間電荷問題[J];絕緣材料通訊;1998年03期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 胡白雪;超高壓及特高壓輸電線路的電磁環(huán)境研究[D];浙江大學;2006年

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本文編號：745287