流速對(duì)絕緣油中金屬微粒放電的影響機(jī)制.pdf

1、隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)在輸電容量、設(shè)備和技術(shù)水平等都走在了世界前列，對(duì)輸變電設(shè)備的性能和運(yùn)行可靠性也提出了更高的要求。大型電力變壓器作為輸變電設(shè)備中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，其對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著尤為重要的作用。變壓器內(nèi)絕緣劣化是導(dǎo)致變壓器故障的一個(gè)重要原因，而局部放電（Partial Discharge，簡(jiǎn)稱PD）是變壓器內(nèi)絕緣性能降低的重要因素之一，因此判斷分析變壓器內(nèi)部的絕緣狀態(tài)可以通過監(jiān)測(cè)分析變壓器內(nèi)部的PD信號(hào)來實(shí)現(xiàn)

2、。在變壓器油生產(chǎn)和變壓器制造、運(yùn)輸、安裝以及運(yùn)行等環(huán)節(jié)中，會(huì)因各種原因混入不同類型的固體雜質(zhì)微粒，其中以金屬微粒對(duì)變壓器內(nèi)絕緣性能的影響最為嚴(yán)重。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)這方面的研究主要是針對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)下微粒雜質(zhì)對(duì)變壓器油絕緣性能的影響，而在實(shí)際運(yùn)行變壓器中，變壓器油總是處于流動(dòng)狀態(tài)而非靜止，因此有必要對(duì)流動(dòng)狀態(tài)下變壓器油中金屬微粒的PD特性展開深入的研究。本文根據(jù)實(shí)際工程中電力變壓器的真實(shí)運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)了能夠反映真實(shí)運(yùn)行中電力變壓器油道結(jié)構(gòu)且能提

3、供流動(dòng)變壓器油的微粒放電模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，同時(shí)建立了流動(dòng)狀態(tài)下絕緣油中金屬微粒產(chǎn)生PD與擊穿的理論，總結(jié)了流速對(duì)絕緣油中放電與擊穿的影響機(jī)制，并利用特高頻（Ultra High Voltage，簡(jiǎn)稱UHF）法采集了大量不同流速下UHF PD信號(hào)數(shù)據(jù)，研究了流速對(duì)變壓器油中金屬微粒產(chǎn)生PD與擊穿放電的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①根據(jù)真實(shí)變壓器油道結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部電場(chǎng)分布狀況，設(shè)計(jì)了微粒放電模擬試驗(yàn)系統(tǒng)放電發(fā)生裝置，構(gòu)造了符合現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)

4、際的金屬懸移微粒缺陷物理模型，同時(shí)在該放電試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，獲取了絕緣油中懸移金屬微粒放電的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。②建立了絕緣油中金屬微粒的放電模型，分析了金屬微粒在油道中的受力情況，利用 Fluent仿真軟件仿真了絕緣油中金屬微粒群的運(yùn)動(dòng)軌跡與分布規(guī)律，分析了靜止?fàn)顟B(tài)和流動(dòng)狀態(tài)下絕緣油中金屬微粒的運(yùn)動(dòng)過程，提出了流動(dòng)狀態(tài)下金屬微粒的運(yùn)動(dòng)主要包括四種狀態(tài)：緩慢滾動(dòng)、小幅振蕩、劇烈跳躍和水平流動(dòng)。建立了四類油中金屬微粒放電模型：粒板間電

5、荷轉(zhuǎn)移、微粒間電荷轉(zhuǎn)移、微放電和電暈放電。提出了一種油中金屬微粒產(chǎn)生擊穿放電的理論，并分析了擊穿放電發(fā)生的條件，最后根據(jù)以上模型與理論總結(jié)分析了絕緣油流速對(duì)各類放電的影響機(jī)制。③構(gòu)建了不同流速下絕緣油中金屬微粒PD二維譜圖以及UHF PD信號(hào)頻譜圖，提取了起始放電電壓（Partial discharge inception voltage，簡(jiǎn)稱PDIV）、放電次數(shù)與幅值、相鄰放電脈沖時(shí)間間隔以及等值累計(jì)放電量等可以表征放電劇烈程度的特征