单心柱特高压并联电抗器温度场研究

发布时间：2019-08-19 11:29

【摘要】：发展特高压长距离输电技术,既是国内外电力工业的发展方向,也是我国国情的必然需求。交流特高压输电线路上,需要特高压并联电抗器平衡无功功率、改善电压分布。特高压并联电抗器市场前景广阔,各制造商加紧了研发制造步伐。但在特高压电抗器的实际运行过程中,频繁出现故障,经查证是由于温局部过热导致,因此对特高压并联电抗器的温度场的研究备受关注。温度场分布不均可导致绝缘件老化、损耗增加,降低电抗器使用寿命和性能。特高压并联电抗器的常见结构有双芯柱和单芯柱两种。同容量同电压等级下,单芯柱结构具有体积小、成本低的优势,因此本文就单芯柱特高并联电抗器进行了重点讨论。电抗器的热源为电和磁带来损耗,电抗器特殊的铁芯气隙结构和单绕组结构导致漏磁通的比例很大,漏磁损耗增加,易引发局部过热现象。本文对电抗器漏磁通机理进行了理论分析,并在240兆乏、1100千伏特高压并联电抗器和200兆乏、1100千伏特高压并联电抗器上进行了磁场仿真分析,找出了磁密集中区域。对电抗器产热散热机理和温升工程计算方法进行了研究,建立了特高压并联电抗器三维模型,利用有限元计算分析方法对电抗器内部温度场进行仿真分析,找出电抗器局部温度过热区域位于铁芯柱螺杆孔、线圈、铁芯、铁芯夹件等处。对特高压并联电抗器进行温升试验验证,在两台特高压并联电抗器上,使用铂电阻测温元件、绕组直流电阻测量、变压器油气象色谱分析、红外摄像仪成像等多种方法进行了试验验证分析。对在电抗器内部温度直接测量进行探究试验,在局部过热易发点安装光纤测温传感器,在自冷和风冷两种冷却方式下,直接测量电抗器内部热点温升,校准和处理试验数据,对电抗器温度场仿真计算结果进行了验证。最后,对特高压并联电抗器上各个部件采取的改善漏磁场和温度场的设计措施进行了总结,包括在电抗器器身结构、总装及其组件、全方位磁屏蔽系统上采取的设计措施,为设计特高并联电抗器时性能和可靠性的提高提供了参考。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM472

【参考文献】

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本文编号：2528225