換流變壓器閥側(cè)套管的電場分布及絕緣特性研究.pdf

1、換流變壓器及其閥側(cè)套管是交、直流輸電系統(tǒng)中的換流、逆變兩端接口的核心設(shè)備，因為有交、直流電場、磁場的共同作用，所以要求其具有高可靠性和高技術(shù)性能。隨著直流輸電容量和電壓等級的提升，相比換流站內(nèi)其它一次設(shè)備，直流套管更易發(fā)生故障，這對直流套管制造水平和運行可靠性也提出了更高的要求。換流變閥側(cè)套管在正常運行時，絕緣系統(tǒng)內(nèi)積累的空間電荷影響了套管內(nèi)部電場，使套管內(nèi)部電場分布不均勻，隨著電壓等級的提高和運行時間的增長，局部電場由于空間電荷的影響

2、越來越集中，可能會發(fā)生擊穿放電和閃絡(luò)，造成套管絕緣系統(tǒng)的損壞，嚴重時可能發(fā)生套管自燃甚至爆炸，還有可能使換流變其他設(shè)備發(fā)生爆炸造成系統(tǒng)癱瘓，最終導(dǎo)致停電。特高壓直流套管在承受交、直流電壓以及極性反轉(zhuǎn)電壓時，空間電荷都會對其內(nèi)部電場產(chǎn)生影響，對整個特高壓直流輸電系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生嚴重威脅。因此，本文研究空間電荷對特高壓直流套管處在不同工況時電場的影響就具有重要的實際意義。
　　介紹了高壓套管的電氣性能及其關(guān)鍵性和高壓套管的擊穿特性;

3、研究了套管的內(nèi)絕緣和外絕緣的設(shè)計，并闡明了內(nèi)外絕緣配合的重要性和配合原則;在闡明了這些基本理論之后本文提出了影響特高壓直流套管電場的關(guān)鍵因素。
　　通過對比套管電場常用的數(shù)值計算方法得到本文使用的方法為有限元法;根據(jù)特高壓直流套管結(jié)構(gòu)特點和1100kV直流套管圖紙建立了特高壓直流套管有限元計算簡化模型;介紹了Infolytica有限元分析計算軟件，確立套管周圍電荷分布的計算模型。
　　通過仿真研究考慮空間電荷影響的交流穩(wěn)態(tài)電

4、場、瞬態(tài)電場和直流穩(wěn)態(tài)電場、瞬態(tài)電場，得到了在直流電壓下，原來很均勻的電場分布發(fā)生了嚴重的畸變（靠近中心導(dǎo)電桿一側(cè)場強增大很多，靠近SF6一側(cè)場強變的很?。９ゎl交流電壓下，空間電荷對套管電場的影響主要體現(xiàn)在瞬態(tài)且影響不大，對正常運行狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)場幾乎沒有影響;研究了空間電荷對特高壓直流套管在極性反轉(zhuǎn)場時的電場影響，極性反轉(zhuǎn)結(jié)束瞬間電場強度普遍達到最大值且在SF6側(cè)極板處達到整個過程的最大值;提出了利用克爾效應(yīng)測量套管電場的方法，進行了