超高压电力变压器线圈端部电场计算与绝缘结构的分析

本文研究了用有限元法计算超高压电力变压器端部电场问题,分析了变压器线圈端部静电环(p)和绝缘层厚度(S)对高压线圈静电板绝缘层表面最大场强的影响。     

高压直流换流变压器阀侧非线性电场的求解

为研究换流变压器阀侧绕组端部的高度非线性直流电场,经理论分析建立了非线性电场的有限元计算模型。针对绝缘材料的非线性特征应用所建模型通过迭代求解,获得了工程关心部位的电场强度分布。计算一种典型的换流变压器绕组端部绝缘中直流电场分布的结果表明,绝缘纸板、变压器油中的最高场强值均变小,尤其是绝缘纸板中最大单元场强明显降低,这个变化趋势对绝缘结构设计非常有益。     

用模拟电荷法计算高压变压器端部电场

本文用模拟电荷法,对高压变压器端部静电环的绝缘层表面,最大电场强度附近局部区域的电位和场强进行了计算.计算中采用了用模拟电荷仅满足最大场强附近的局部边界条件的做法.而在处理两种介质分界面的衡接条件方面,由于只对变压器油一侧电场感兴趣,所以,本文提出了一种折算方法,可将两种介质简化为一种介质.采取上述两项措施后,既减少了模拟电荷的数目,又保证了计算精度的要求.     

变压器油击穿电压与电场分布关联性的量化研究

为研究不同电极间隙下变压器油击穿电压与电场分布的关联性,设计了5种不同的电极,在控制变压器油中其他影响因素不变的情况下进行击穿电压试验,与现有国家标准进行对比,验证了试验结果的有效性。通过仿真得到电极间隙中变压器油的电场分布云图,定义了电极间隙内场强超过90%最大场强的变压器油的体积(V_(90))和电极表面场强超过90%最大场强的面积(S90)两个分布特征量来描述电极间隙中变压器油的电场分布,提出了高场强区域在油中的纵深程度和在电极表面上的横向宽度两个概念。结果表明:对于相同的油样和电极间隙,当纵深程度和横向宽度越大时,油样发生击穿的可能性越大,定性解释了等距离下标准板-板电极的击穿电压低于标准球-球电极的击穿电压的现象。在特定电极结构类型下变压器油击穿电压与纵深程度和横向宽度存在近似线性关系,为研究变压器油的击穿特性提供了新的思路。     

极性反转电压下±400kV换流变压器绕组端部电场特性研究

极性反转电压下,换流变压器的端部电场分布十分复杂。为研究电场的变化,以经典RC等效电路建立油纸绝缘模型,根据一台±400 kV换流变压器建立绕组端部电场仿真模型,应用有限元软件ElecNet对换流变压器端部电场进行仿真。仿真结果表明,随着温度的升高线性油和非线性油中的电场强度均增大,而非线性油能够明显降低油中出现的最大电场强度。根据仿真结果,找出绝缘结构的薄弱环节,通过增大静电板厚度和曲率半径两种方式来优化绝缘结构。     

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。     

棒-板油纸复合绝缘的电场数值计算

换流变压器阀侧绕组端部属极不均匀场,承受交流电压、直流电压及极性反转等电压的作用。为此采用有限元仿真软件对棒-板油纸复合绝缘极不均匀场模型在不同参数情况时的直流场强分布、交流场强分布及极性反转场强分布进行了计算,绘制了绝缘油及绝缘纸板中最大场强与绝缘纸板厚度、纸板长度、棒直径等参数的关系曲线。棒-板油纸复合绝缘模型在交流电压及极性反转电压作用下的场强分布较为接近,但与直流电压下的场强分布有很大的不同。通过提高换流变压器阀侧绕组端部等效棒直径及油的电阻率,选择合理的油与纸空间相对位置及几何尺寸,可比较明显地提高换流变压器阀侧绕组绝缘特性。     

高功率Tesla变压器次级绝缘结构电场分析与设计

高功率Tesla变压器在脉冲功率技术领域应用广泛,但其次级线圈处于非均匀电场中,线圈匝间电压分布不均,容易导致匝间绝缘击穿。文中设计了一台双磁心Tesla变压器,利用有限元法建立次级线圈的电场仿真模型,分析其匝间的电场分布情况。针对匝间电压分布不均问题,提出次级线圈首尾两端双线并绕及增加屏蔽环来改善电场分布的措施,使最大场强小于微小油间隙的击穿场强,确保变压器次级线圈的绝缘安全。通过仿真分析发现首尾两端并绕可改善电场分布,但并绕匝数不宜过多。高压端增加屏蔽环后,场强分布更加均匀,最大场强下降62.9%,且最大场强远低于脉冲条件下的油间隙击穿场强,能够满足绝缘设计要求。     

极性反转时典型油纸复合绝缘的电场特性

极性反转是换流变压器一种特殊的工作状态,因极性反转时空间电荷的作用,绝缘油中会出现极高的危险场强。文中采用ANSYS10.0有限元仿真软件计算了极性反转时板-板、同轴、棒-板及换流变压器阀侧绕组端部局部模型等几种典型油纸复合绝缘电场的场强,绘制了绝缘油及绝缘纸板中最大场强与绝缘纸板厚度、油纸电导比、极性反转时间等参数的关系曲线。在板-板油纸复合绝缘中,增加绝缘纸板的厚度可以降低极性反转时油中及纸中场强。但在同轴油纸复合绝缘中,当绝缘厚度超过一定值后,纸中极性反转场强反而增加。在棒-板油纸复合绝缘中,极性反转场强与绝缘纸板的尺寸及位置关系具有较大的不确定性。延长极性反转时间可降低极性反转时的场强。极性反转场强随油纸电导比增加而增加,且存在饱和现象。     

降低天然酯绝缘油变压器端部场强的方法

本文中作者提出了 一种新的降低变压器绕组端部场强的方法,改善了变压器绕组端部电场分布,提高了天然酯变压器的绝缘可靠性.