特高壓直流套管的電場(chǎng)分布研究.pdf

1、特高壓直流套管是特高壓直流輸電設(shè)備的重要高端設(shè)備,其安全可靠性對(duì)特高壓直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的影響。特高壓直流套管是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的絕緣系統(tǒng),其內(nèi)部電場(chǎng)分布十分復(fù)雜。運(yùn)行過(guò)程中,設(shè)備絕緣積聚的空間電荷畸變了周圍的電場(chǎng),使得局部區(qū)域電場(chǎng)分布集中,易發(fā)生閃絡(luò)或擊穿放電,嚴(yán)重威脅特高壓直流輸電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本文針對(duì)特高壓直流套管絕緣結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化中遇到的關(guān)鍵基礎(chǔ)性問(wèn)題,重點(diǎn)開展強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境下考慮空間電荷影響的特高壓直流高端設(shè)備的電場(chǎng)計(jì)算

2、方法研究。
　　 特高壓直流套管的復(fù)合絕緣介質(zhì)具有明顯的強(qiáng)場(chǎng)空間電荷累積效應(yīng),致使電場(chǎng)發(fā)生復(fù)雜畸變而給電場(chǎng)計(jì)算和絕緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來(lái)困難。本文對(duì)空間電荷的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了研究,得出了空間電荷與電場(chǎng)擊穿的內(nèi)在關(guān)系,建立了在極性反轉(zhuǎn)與溫度場(chǎng)兩種特殊工況下的空間電荷模型。
　　 依據(jù)特高壓直流套管設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),本文應(yīng)用Infolytica公司Elecnet有限元軟件建立了特高壓直流套管電場(chǎng)計(jì)算的有限元模型,并將空間電荷模型加載到該電場(chǎng)計(jì)

3、算有限元模型中。
　　 本文對(duì)特高壓直流套管在極性反轉(zhuǎn)和溫度場(chǎng)這兩種特殊工況條件下的電場(chǎng)電位分布進(jìn)行了計(jì)算。針對(duì)極性反轉(zhuǎn)工況,本文提出了一種計(jì)算極性反轉(zhuǎn)瞬間電場(chǎng)強(qiáng)度的方法,給出了極性反轉(zhuǎn)瞬間及反轉(zhuǎn)后的電場(chǎng)和電位分布,并給出了關(guān)鍵部位隨時(shí)間變化的電場(chǎng)和電位分布曲線。針對(duì)溫度場(chǎng)對(duì)電場(chǎng)分布的影響,本文將溫度梯度加載于特高壓直流套管電場(chǎng)計(jì)算有限元模型中,分析了溫度因素對(duì)特高壓直流套管各關(guān)鍵部位的電場(chǎng)和電位分布的影響。
　　 結(jié)合