基于代理模型的变压器套管电容芯子电场优化计算

针对500kV电容式变压器套管仿真分析了不同电容芯子间距和厚度下的电场分布,并利用径向基函数(RBF)代理模型对套管电容芯子电场分布进行了优化计算,得到了套管电容芯子最优的设计参数。     

基于不同心体设计方法的±800 kV对接式直流穿墙套管电场分布规律研究

环氧树脂浸渍干式对接结构穿墙套管内绝缘由两个换流变干式套管电容芯体尾部对接而成,复合绝缘外套与电容芯体之间充SF6气体。电容套管的内绝缘即电容芯子为电气设计计算的关键部件,目前对电容式套管的主绝缘设计大多采用等电容和等裕度设计方法,两种芯子设计方法下对对接式直流穿墙套管的电场分布有不同的影响,因此讨论基于解析式的电容式套管内绝缘等电容和等裕度设计方法,仿真计算对接式直流穿墙套管不同芯子设计方法下的电场分布,得出对接式直流穿墙套管在不同芯子设计方法下的电场分布规律,发现等裕度设计方法局部放电起始电压比等电容法提高了,这对保障对接式直流穿墙套管的安全稳定运行具有重要意义。     

油浸纸套管电容芯子极板边缘电场分布的仿真及优化方法

在各电压等级的电容式套管中普遍存在极板边缘电场效应。极板边缘电场突变,形成局部强场区,引发极板边缘放电,对电容式套管安全运行构成威胁。目前常规的电容芯子设计方法中,采用电容串联分压模型计算电容芯子径向电场及轴向电场,但该模型仅适用计算芯子内部平均电场。现有的仿真计算中考虑了套管局部及整体的电场分布,但忽略了极板厚度及边缘形貌,对极板边缘的电场缺乏细致分析,进而使得极板边缘电场控制措施不明。利用Infolytica有限元软件,仿真分析了油浸纸套管电容芯子极板边缘不处理、极板边缘单折边、加半导体纸等3种情况下极板边缘区域的局部场强可视化分布情况。研究结果表明,极板边缘不处理情况下极板边缘场强远大于极板中部均匀场强,极板边缘单折边、敷设半导体纸可分别使得极板边缘场强下降19%、33%。极板边缘单折边及敷设半导体纸的方式均可降低边缘场强。在实际套管电容芯子设计及生产过程中,建议采用10~20 mm宽度的单折边或敷设半导体纸改善边缘电场的方法,以电场分布的均匀化、不增加芯子主体尺寸的方式,降低极板边缘电场效应,提升套管安全运行水平。     

油纸电容式高压套管的结构与检修

一、结构特征油纸电容式套管由油枕、上下瓷套,电容芯子和接地法兰等组成。其主绝缘是电容芯子、它在套管的中心铜管上,绕有多层电缆绝缘纸,在纸绝缘层中又布置有多层铝箔极板,组成同心圆柱体电容器,以使套管中心铜管与接地法兰间的径向和轴向电场分布最为均匀。电容芯子经真空干燥处理,除去内部空气与水     

变压器套管电容芯子结构的优化设计

为了提高变压器套管的绝缘能力,优化变压器套管内部的场强分布。利用有限元法建立变压器套管的计算模型,引入神经网络遗传算法进行优化计算。结果表明:随间距的增大,油、电容芯子的最大场强成非线性减小;随厚度的增大,油、电容芯子的最大场强也随着减小。通过优化计算,优化间距为2.379mm,厚度为0.220mm,变压器套管的油、电容芯子最大场强分别减小了14.68%和12.86%,使得变压器套管的电场分布更为均匀。结果可为变压器套管的参数设计提供一定的参考作用。     

一起套管介损缓慢增长的原因分析及维护措施

为确定一起套管介质损耗缓慢增长的原因,分析了套管的油化、电气试验数据并调阅了该套管电容芯卷绕、装配记录,认为缺陷原因为电容芯子卷绕过程中因工艺问题造成电容芯子纸层贴合不均匀而出现了局部凸起,芯子的局部凸起在高电场作用下发生了局部放电,放电产生了特征气体并在电容芯子内逐步积累X-蜡,长期局部放电造成油中溶解气体超标,介质损耗缓慢增长。套管解剖验证了分析的正确性,并从运维角度提出了预防措施。     

淋雨条件下变压器套管伞裙参数优化与仿真

目前国内外对变压器套管伞裙参数的研究较少,而且在已有的套管闪络特性研究中大部分采用空心套管试品,未考虑内部导电杆对套管外绝缘电场的影响。通过有限元COMSOL软件对500 k V变压器高压套管进行建模仿真,研究了淋雨条件下伞间距和伞伸出对套管外绝缘电场的影响。同时建立无导电杆和电容芯子的简化模型,研究了导电杆和电容芯子对套管外绝缘电场的影响。结果表明,伞间距增大使空气间隙电场相对极差明显降低,也使空气间隙平均电场略微上升。沿面路径平均电场随着伞伸出增大而线性减小,其相对极差在大伞伸出为85~100 mm时随着伞伸出增大而减小。无导电杆时,伞裙凹陷处电场强度略高,伞裙边缘处电场畸变减小,但套管外绝缘电场分布与有导电杆时基本相似。     

电热耦合模型应用于高压干式直流套管径向温度和电场分布计算

高压干式直流套管运行中内部径向电场、温度场分布是表征套管性能的重要参数,关系着套管芯子的长期安全稳定运行。套管中心导杆欧姆发热和绝缘介质焦耳发热是芯子内部存在温度梯度分布的主要原因,且绝缘介质电导率与温度密切相关,而直流条件下电场分布又取决于电导率,因此高压直流套管电场与温度场的计算是一个相互耦合的过程。鉴于此,首先建立套管芯体圆柱模型,并进行半解析理论公式推导,实现了电场和温度场的解耦计算。在此基础上,提出了有限元电热耦合模型和计算流程,并将电热耦合理论模型与有限元模型在实际套管结构下的电场、温度场计算结果进行对比,两者吻合较好,证明了有限元电热耦合模型的有效性。进一步将有限元模型推广到与实际套管芯子结构相同的圆锥模型,计算了某干式直流套管芯子内部电场、温度场分布,并对芯子外轮廓结构进行了优化设计。优化目标为在额定运行条件下,套管最热点温度接近90℃,且套管径向场强最大值约为3.5 kV/mm,分布较均匀。最后对该干式直流套管样机进行了温升和电性能试验,证明了优化设计方案的可行性。提出的电热耦合理论、有限元模型,以及电热解耦计算方法和芯子优化设计流程可以为高压干式直流套管的研制提供参考。     

油纸电容型套管电容芯子典型缺陷及应对

近年来因油纸电容型套管电容芯子缺陷引起的变压器事故频繁发生,对电力系统的安全稳定构成严重威胁,因此对油纸电容型套管电容芯子缺陷进行分析具有重要意义.分析了油纸电容型套管的结构,对油纸电容型套管电容芯子的电容屏工艺缺陷、电容芯子受潮、接地电极接地不良等典型缺陷展开研究.提出相应的应对策略,为油纸电容型套管的故障诊断、运行...     

意大利PTRH型电容套管结构及真空干燥

我厂386兆伏安主变、20兆伏安起动变均采用意大利PTRH型高压电容套管。一、结构特点这种套管采用树脂纸绝缘。电容极板是由插入的半导体箔构成。套管下部采用了“端部返回”(RE—ENTRANT)措施。因此在不改变电场分布的情况下,套管下部轴向尺寸缩小了30％。在瓷套和电容芯子间真空注以氯化联苯油。半导体箔极板的采用缩     

400kV换流变压器阀侧套管内绝缘计算

本文对400k V换流变压器阀侧套管内绝缘设计进行了研究,对电容芯子用油浸纸绝缘材料进行了介电常数和直流电导率测量,依据试验得到的参数在各种工况下对套管进行了电场仿真计算。     

变压器套管电场强垂直分量对操作冲击放电特性的影响

为研究变压器套管电场的强垂直分量对操作冲击放电特性的影响,对3种电场分布不同的绝缘结构开展了真型试验。在2种波前时间下,获得了50%放电电压特性曲线,同时建立了110kV油纸电容式变压器套管模型,仿真研究了3种结构的电场分布情况,并通过高速摄影仪观测了3种结构操作冲击放电的过程。结果表明:垂直电场分量通过改变电场不均匀程度会影响操作冲击放电特性;去除电容芯子使垂直电场加强的结构,在操作冲击电压下发生了滑闪放电,空气间隙击穿的迎面流注–先导过程被滑闪放电取代,与标准套管相比,由于电场均匀性提高以及滑闪放电发展受伞裙阻挡,操作冲击放电电压预计升高约11.1%。     

纳米氮化硼改性绝缘纸板在μ800 kV干式套管中的电场仿真分析

为了探究高压直流干式套管中温度梯度对电场分布的影响机理,以±800k V换流变压器干式套管为研究对象,利用多物理场耦合软件对套管芯子径向温度场电场分布进行了研究,利用氮化硼(Boronnitride,BN)纳米粒子对环氧浸渍纸进行改性,尝试通过降低温度梯度的方法来改善电场分布。研究发现:BN粒子的引入改变了材料的电导率温度系数b,并增大了导热系数λ,降低了电容芯子温度梯度;随着载流量的增大,电场分布曲线出现绕曲线中心旋转的现象,并表现为电场梯度从负值开始不断增大;分布曲线旋转角度大小,电场梯度增大大小均可以用bΔT和bd T(r)/dr来表示;适当大小温度梯度的存在,有助于电场均匀,当bΔT=ln(r2/r1)时,电场分布均匀;b/λ从材料角度反映了电场分布曲线旋转速度,b/λ较小的材料,在不同载流量下的电场梯度相近,减小了载流量变化对电场分布的影响,使得材料在较大载流量时电场梯度较小;若材料仅在单一载流量下应用,则可以通过温升大小,来近似计算b来筛选材料,可以基本实现电场分布均匀。     

一起油浸式套管介损超标缺陷分析及运维措施

对一起500 kV油浸式套管介损异常增长缺陷进行分析。通过分析该套管的油化、电气试验数据和电容芯卷绕、装配记录,认为该套管电容芯子卷绕过程存在工艺问题,由此导致套管内部在高电场作用下发生局部放电,长期局部放电造成油中溶解气体超标和介质损耗缓慢增长。套管解体检查结果验证了分析的正确性,最后从运维角度提出了有效预控措施。     

500kV主变低压侧套管电容值增长原因分析

针对500kV主变低压侧胶纸套管电容值持续增长情况,分析认为套管电容值持续增长是由绝缘油沿套管电容芯子轴向缓慢渗入引起绝缘介电常数增大导致。为查明原因,将更换下来的套管返厂进行试验、解体,结果表明套管绝缘性能良好,但套管电容芯子屏间有明显的绝缘油渗透痕迹,由此验证了分析的正确性。     

电容屏套管在SF6气体绝缘高压电器中的应用

采用电容屏套管可以有效地改善SF6气体绝缘高压电器设备外电场的分布.以SF6气体绝缘电流互感器为例,提出了电容屏套管的工作原理、结构特点和计算方法,并对放置电容屏套管后SF6电流互感器外部电场的改善情况进行了分析.     

电容屏套管在SF6气体绝缘高压电器中的应用

采用电容屏套管可以有效地改善SF6气体绝缘高压电器设备外电场的分布。以SF6气体绝缘电流互感器为例,提出了电容屏套管的工作原理、结构特点和计算方法,并对放置电容屏套管后SF6电流互感器外部电场的改善情况进行了分析。     

电容屏套管在SF6气体绝缘高压电器中的应用

采用电容屏套管可以有效地改善SF6,气体绝缘高压电器设备外电场的分布。以SF6气体绝缘电流互感器为例,论述了电容屏套管的工作原理、结构特点和计算方法,并对放置电容屏套管后SR电流互感器外部电场的改善情况进行了分析。     

电容型套管末屏对地介质损耗测量方法研究

1前言 变压器套管是将变压器内部的高压线引到油箱外部的出线装置,是变压器的重要组件。110kV及以上变压器的套管,通常是油纸电容型。变压器电容型套管由瓷套、电容芯子、中心铜管、头部的储油柜、中部的安装法兰和尾部的均压球等组成。套管整体用头部的强力弹簧通过中心铜管串压而成,其中的电容芯子是由0.08mm-0.12mm厚的绝缘纸和0.01 mm厚的铝箔加压力交替卷在中心铜管上成型的。铝箔形成与中心铜管并列的同心圆柱体电容屏,屏数可为10-60。中心铜管既是电容芯子的骨架,又是高压引线的通道。油纸电容型套管是依据电容分压原理卷制而成的,电容芯子作为主绝缘,它的外部是瓷绝缘,里面注入合格的变压器油。     

改进电容式套管绝缘结构提高局部放电性能

本文通过对电容式套管传统芯子绝缘结构的理论分析和计算,提出了一种改进设计的方法,使芯子内各极板边缘的最大电场都相等,从而使套管的局部放电起始电压值得到提高,改善了套管的耐电性能。