特高壓換流變壓器閥側套管電熱場分布特性研究.pdf

1、特高壓輸電是解決我國能源和電力發(fā)展的治本之策。近年來，直流輸電因其“輸送容量大，輸電距離遠”的優(yōu)點而被我國輸電工程所廣泛采用。換流變壓器閥側套管是直流輸電系統(tǒng)中的關鍵器件，其性能的穩(wěn)定性直接關系到直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。工作電壓形式復雜和直流工程中電流巨大的雙重影響導致?lián)Q流變閥側套管故障頻發(fā)。因此，本文通過仿真計算、實驗研究等手段分析了換流變閥側套管運行中電熱場的分布規(guī)律;通過模擬套管典型故障，研究了套管故障狀態(tài)下的放電特征以及電場

2、特征，可為發(fā)現(xiàn)套管絕緣的薄弱區(qū)域，研究套管故障的產生與發(fā)展機理提供參考。
　　基于干式SF6換流變壓器閥側套管實際結構尺寸，運用有限元仿真軟件INFOLYTICA建立換流變壓器套管仿真模型，計算在直流、交流、極性反轉等典型激勵作用下?lián)Q流變壓器套管的電場，以此對比分析了不同類型激勵下?lián)Q流變閥側套管的電位、電場分布規(guī)律，并討論了套管電容芯子中的鋁箔對于套管電場的優(yōu)化作用。
　　針對直流輸電工程中電流等級進一步提高，換流變閥側套管

3、過熱情況嚴重的問題。通過運用仿真軟件SIMULINK計算了換流變閥側套管所承受電流的頻譜特征，并通過現(xiàn)場測量調研了負荷高峰期換流變壓器油的溫度情況，以此掌握了換流變閥側套管運行時的工作電流、溫度等環(huán)境條件。進一步通過設計模擬換流變閥側套管運行環(huán)境的大電流溫升試驗平臺，對換流變壓器套管樣品開展了溫升試驗。通過合理地制定溫升試驗程序，在套管電容芯子軸向、徑向關鍵位置布置溫度探頭，獲得了實驗中套管不同位置的溫度結果。以此研究了套管樣品在溫升實

4、驗中的熱態(tài)變化規(guī)律以及換流變閥側套管在運行時的穩(wěn)態(tài)溫度場分布規(guī)律。
　　針對換流變閥側套管在實際運行中的故障發(fā)生情況。設計、加工了模擬芯體電容屏擊穿、芯體中混入金屬顆粒、芯體中混入氣泡、芯體中產生裂紋等四種典型故障的套管模型。并在實驗室條件下模擬直流套管運行環(huán)境對四類故障套管模型開展了局部放電試驗研究，統(tǒng)計了四類故障下套管模型放電次數與單次放電量之間的關系，分析了直流套管在四類典型故障下的放電特征，并結合電場仿真分析了四類典型故障