极性反转下换流变压器内部电场分析

采用ANSYS电磁场分析软件,利用含电磁性能参数（电容系数、电导率）的暂态电场有限元分析方法,分析了换流变压器内部暂态电场分布规律．研究了不同激励下端部电场的分布以及极性反转时换流变压器油纸复合绝缘电场的分布．重点分析了换流变压器在直流极性反转电压作用下,绝缘介质电阻率对电场分布的影响．     

利用变步长Runge-Kutta法分析换流变压器油纸绝缘结构瞬态电场

换流变压器极性反转瞬态电场仿真往往采用定步长方法,为了保证计算精度,往往采用较小的时间步长,计算量较大.为了有效地降低换流变压器极性反转瞬态电场仿真分析时的计算代价,根据各时步的局部截断误差,提出采用变步长显式Runge-Kutta法分析极性反转瞬态电场.并用所提方法对换流变压器阀侧绕组典型模型在极性反转电压下的瞬态电场进行了分析,计算结果表明本文提出的方法可以有效地降低计算代价,能够用于换流变压器极性反转瞬态电场的分析计算.     

低温对油纸绝缘介电特征及换流变压器内电场分布的影响

低温条件下换流变压器油纸绝缘介电特性研究及电场分析亟待深入.建立了低温条件下油纸绝缘介电特征研究平台,采用试验研究方法,并结合仿真计算及理论推导等手段,探索了低温条件下油纸绝缘介电特征基本参量的变化规律及机制,深入分析了寒冷条件下换流变压器的绝缘裕度.试验结果表明:-50~50℃温度范围内,随温度的下降,变压器油介电常数上升而油浸纸板介电常数下降;温度对变压器油电导率的影响大于对油浸纸板电导率的影响,油浸纸板电导率与温度之间的相互关系符合非离子晶体电介质热离子电导方程;此外,根据该试验结果仿真分析了低温对换流变压器绝缘裕度的影响规律,仿真结果表明,随温度的下降,校核路径上的工频电场绝缘裕度增大,而直流电场绝缘裕度下降.研究结果有助于进一步理解低温下换流变压器油纸绝缘的介电现象及其裕度变化规律.     

极性反转电压下油纸绝缘电场分布的影响因素

以夹在平板电极间的油纸复合绝缘为研究对象,分析了油纸绝缘界面空间电荷积聚以及在极性反转电压作用下复合绝缘系统中的电场分布.建立并求解了描述电场分布的微分方程,分析了影响电场分布的主要因素.结果表明,当在复合绝缘系统上施加极性反转电压时,由于油纸分界面处空间电荷的存在,在油纸中将有一个长时间的电场重新分布的过渡过程,从而...     

换流变压器出线套管极性反转电场计算分析

换流变压器是高压直流输电系统中的重要设备之一,高压和特高压换流变压器设计制造的难点在绝缘技术,而绝缘的关键部位在阀侧出线装置.利用罚函数法构造了有限元状态方程,并通过数值方法进行求解.最后,讨论并分析了一个实际的±800 kV换流变压器出线套管模型在极性反转试验电压下绝缘结构中的瞬态电场分布,且通过对线性和非线性条件下的计算结果进行对比分析,考察了非线性对换流变压器出线套管极性反转电场分布的影响,为准确的进行换流变压器出线套管的绝缘结构设计提供依据.     

温度对油、纸介电参数及复合电场分布的影响

为研究极限运行温度(-40~100℃)内温度对换流变压器油纸复合绝缘电场分布的影响,在不同温度下对浸油纸板和变压器油的电阻率及相对介电常数进行了测试,并通过公式推导来研究复合电场下温度对油纸绝缘电场分布的影响.试验结果表明,温度对浸油纸板和变压器油相对介电常数的影响较小,且两者的比值随温度变化也较小;但温度对浸油纸板和变压器油电阻率的影响较大,虽然两者的电阻率总体上随温度的升高都呈下降趋势,但两者下降的速度不同,从而造成不同温度下两者电阻率比值的差异显著.由计算结果可知,温度对复合电压作用下油和纸电场分布有显著影响,油中的最大场强出现在高温和交流电压作用的条件下,而纸板中的最大场强出现在低温和直流电压作用的条件下.     

利用自适应时间步长有限元法计算换流变压器油纸绝缘结构瞬态电场

根据各时步的局部截断误差,采用C-N(Crank-Nilcoson)法实现自动改变步长的算法.在分析极性反转电压特点的基础上,利用后向欧拉法,成功解决了在极性反转电压导数不连续点的时步振荡情况.针对换流变压器典型油纸绝缘结构,将定步长C-N法和自适应算法在计算时间和计算时步上进行了对比,结果表明自适应算法可以有效地减少...     

换流变压器内部暂态电场分析

基于同时考虑ε（电容系数）、γ（电导率）的复合介质的暂态电场的数学模型,采用含有参数θ的时间离散方法进行暂态电场计算,并以换流变压器阀侧绕组阀侧绕组端部和套管引出端力分析对象,研究了直流极性反转电压下绝缘介质电阻率比值及电压反转时间对电场分布的影响。     

水分对复合电场下油纸绝缘局部放电特性的影响

为研究水分对复合电场下油纸绝缘局部放电特性的影响,文章进行了不同含水率下的油纸绝缘结构典型电场下局放特性试验,得到了不同含水率下,油纸绝缘在针-板电极和平板电极中的复合电场局放特性。结果显示,直流分量对局放起始电压及局放量影响较大。不同含水率下局放量均随电压的升高而增大。极不均匀电场下,高含水率下的局放量始终大于或等于低含水率时;均匀电场下,高低含水率下的局放曲线随电压升高出现交叉。经分析得出结论,水分使变压器油电导率增大,易于油水界面空间电荷消散,导致放电量增加。液体介质中的局部放电除经典的介质中气泡缺陷模型外,还可能存在多水滴融合缺陷模型。该缺陷是导致平板电极下高低含水率的油纸绝缘放电曲线出现交叉的主要原因。     

X射线激励下油─纸介质中的局部放电

实验研究了Ｘ射线激励对油和纸绝缘介质中气隙放电、油隙放电的影响,讨论了Ｘ射线激励下局部放电的特性,为Ｘ射线激励下局部放电测量技术在油纸绝缘系统中的应用奠定了基础。     

极性反转瞬态电场的数值算法及应用

　Aim　To analyze the transient speciality of nonlinear, anisotropic, AC+DC coupling electric field, and to compare the withstand-voltage strength of different insulation structures. Methods The transient process of polarity reversal is analyzed, considering the anisotropic property of oil-immersed press-board, a new finite element model based on Galerkin method is presented and verified. The model developed is applied to calculate the electric field distribution in four typical winding end structures of the converter transformer. Results The whole-ring structure possesses the best insulation characteristics. Conclusion By introducing reasonable insulation components, insulation strength with the same surrounding sizes can be improved more than 30%.     

植物油纸绝缘的介电与热稳定性能

植物绝缘油是一种新型高燃点、可再生、环保型的液体电介质,是矿物绝缘油的优良替代品.介绍植物绝缘油的实验室制备方法与植物绝缘油的基本电气及理化性能,分析植物油纸试样的工频击穿电压、介质损耗因数、介电常数等介电性能,并采用热重分析法研究油纸的热稳定性.试验与分析结果表明：植物油纸击穿电压高于矿物油纸击穿电压,植物油纸的介电常数和介质损耗因数与温度呈指数关系,其相对介电常数高于矿物油纸,而介质损耗因数与矿物油纸基本一致,植物油纸热稳定性比矿物油纸更高.     

500kV变压器段间雷电冲击模型试验

应用二维四节点有限元电场数值分析的方法,通过对５００ｋＶ电力变压器段间绝缘雷电冲击试验模型关心区域内电场分布的比较,提出了一种５００ｋＶ变压器段间绝缘雷电冲击试验模型的简化方案,并对该简化试验模型进行了雷电冲击试验。经过试验模型的电场数值分析,得出了由段间固体绝缘材料与变压器油形成的油楔中会出现段间最大电场强度的结论。通过雷电冲击试验,得５０％击穿电压、最小击穿电压与试验模型的匝绝缘厚度、段间油隙     

油纸绝缘系统气隙对回复电压参数影响的研究

由于密封装置的老化、检修处理不当以及油纸绝缘系统自身的化学反应等原因,油纸绝缘变压器运行过程中易在变压器内部形成气隙（气泡）,减少绝缘使用寿命,降低变压器的运行可靠性．目前,国内外对气隙与油纸绝缘系统回复电压参数之间相互关系的研究尚少,因此建立模拟变压器绝缘系统,实验研究气隙对回复电压参数的影响;结果表明,气隙可使回复电压极化谱产生局部峰值,初始斜率随着气隙的混入而显著增大,因此根据回复电压参数可有效诊断油纸绝缘系统的气隙状况．     

A comparative analysis of dielectric properties of oil-paper insulation and polymer materials before and after thermal aging

The shortcomings of oil-immersed transformer solid insulation like low high-temperature resistance of the insulation paper and the uneven distribution of electric field caused by the large difference of dielectric constants between insulation paper and transformer oil,restricted the development of transformer with smaller size and larger capacity.In view of this situation and the transformer’s demand for the dielectric physicochemical and mechanical property of insulation material,polycarbonate,polyester film and polyphenylene sulfide with high high-temperature resistance were chosen for the comparison analysis in this paper We did the 300-day thermal aging experiment on four samples in transformer oil under different aging temperatures of90°C,110°C and 130°C,then analyzed the changes of their dielectric properties.The experiment results are as follows;the permittivity and dielectric dissipation factor of the three polymer materials are apparently smaller than those of the paper both before and after 300-day aging;the volume resistivity and partial discharge inception voltage of the three materials are higher than those of the paper both before and after aging;and the breakdown field strength of polycarbonate is higher than that of the paper both before and after aging,while that of polyester film and polyphenylene sulfide are slightly lower than that of the paper.     

交流电场作用下油中水滴喷射现象研究

采用白油和水为实验介质,利用显微高速摄像系统对高压交流电场油中水滴的喷射现象进行了研究。结果表明,液滴破裂喷射与电场强度及频率、油品黏度以及界面张力有关;液滴破裂时的临界锥角只与两相介电常数有关,本文约为38°;随着频率增加、油品黏度增加以及界面张力的降低,子液滴的空间分布角度减小;液滴的喷射时间随液滴直径增大和油品黏度的增加而增加,黏度较低油品中,频率越低液滴喷射时间越长;喷射量随着液滴直径的增加而增加。     

油纸电容型套管缺油的危害及判断方法

通过解析油纸电容型套管的结构,介绍了套管四大组成部分的作用和原理,并重点阐述了套管内部绝缘介质的电气性能．同时指出了套管缺油的原因及危害,并说明了如何准确地判断缺油．通过实例阐述了套管缺油的查找方法,论证了综合利用电容量C、介质损失角tanδ、油中溶解气体色谱分析及红外线成像仪对发现套管缺油的合理性及准确性．