油纸绝缘复合电压下气隙模型局部放电发展过程研究

发布时间：2017-10-12 14:44

  本文关键词：油纸绝缘复合电压下气隙模型局部放电发展过程研究

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【摘要】：换流变压器是直流输电的核心设备之一,也是直流输电系统中易发故障的设备之一,换流变压器的绝缘可靠性对保障直流输电可靠运行有重大意义。换流变压器主要绝缘方式为油纸绝缘,换流变压器阀侧绕组长期承受交流、直流、交直流复合电场的作用,绝缘纸不仅承受复杂的电场强度。绝缘纸板中的任何缺陷,长时间会引起换流变的闪络故障,而造成内部局部放电的常见原因是固体绝缘体内部存在气隙或液体绝缘内部存在气泡,气隙缺陷是常见的缺陷类型,同时关于气隙在交直流复合电压下的放电特征和发展过程不明朗,需要进一步研究,同时气相色谱分析对于交流变压器下的诊断未必适用于换流变压器。本文根据换流变压器的实际运行情况,针对换流变压器在工况中经常出现的饼与饼之间、匝与匝之间以及在绝缘纸在制作工艺中不可避免的气泡情况,采用常规脉冲电流法、特高频检测法、超声波检测法以及色谱法等在线测量手段,研究了气隙模型在交直流复合电压下局部放电的发展过程,在线采集局部放电信号并对绝缘缺陷进行故障诊断。同时为了研究水分对绝缘缺陷的影响,进一步全面分析气隙模型在正常情况下和水分含量较高情况下的局部放电发展过程,并对水分含量较高情况下的击穿特性进行研究,为油纸绝缘的绝缘强度提供理论依据,更利于换流变压器油纸绝缘的故障诊断。研究表明,气隙模型在交直流复合电压下的局部放电发展过程根据放电特征可划分为3个阶段：起始阶段、发展阶段、临近击穿阶段；放电起始阶段放电量少,放电次数少,单位时间放电次数约为15次。放电发展阶段,放电量增大,放电次数增多达到800次,在临近击穿阶段放电次数骤增达到2000次；不同阶段的产气特性也存在差异,在起始阶段,用于故障诊断的烃类气体的含量较少,发展阶段,气体含量增加,在临近击穿阶段烃类气体含量出现骤增。随着直流成分的增加,放电剧烈程度和特征气体下降,且在故障发展到临近击穿阶段时,用于故障严重的诊断气体C2H2的产气量也随之降低。且根据三比值法,在普通变压器中适用的编码,在交直流复合电压下,编码“010”在交直流复合电压的诊断的故障类型为局部放电。交流电压下的编码诊断在交直流复合电压下的故障诊断存在局限性。在高水分下交直流复合电压下的局部放电的放电起始阶段的放电量和放电次数均较大起始放电量高达5000pC,临近击穿阶段单位时间放电次数达9000次,水分含量的增加会加速局部放电的发展,降低交直流复合电压下故障的临近击穿电压。水分含量的多少对交流电压油纸绝缘纸板的击穿电压影响不大,其含量主要影响绝缘纸板的体积电阻率,绝缘纸板的含水量百分比达到8%时,电阻率出现骤降,交直流击穿电压也随着骤降,直流成分越大,击穿电压受绝缘纸板含水量的影响越大
【关键词】：交直流电压 油纸绝缘 气隙模型 DGA诊断 含水率
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM855
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 局部放电发展研究现状12-13
• 1.2.2 气隙模型放电的研究现状13-14
• 1.2.3 水分对油纸绝缘换流变压器的影响研究现状14-15
• 1.3 现存问题15
• 1.4 本文的主要工作内容15-16
• 第2章 气隙模型局部放电试验平台16-23
• 2.1 试验平台16-20
• 2.1.1 试验腔体16-17
• 2.1.2 加压电源17-18
• 2.1.3 放电模型18-19
• 2.1.4 循环及加热装置19-20
• 2.2 检测及采集装置20-22
• 2.2.1 常规脉冲电流20
• 2.2.2 特高频检测20
• 2.2.3 超声波检测20-21
• 2.2.4 数据采集装置21
• 2.2.5 产气检测装置21-22
• 2.3 试验准备22
• 2.3.1 纸板处理22
• 2.3.2 变压器油处理22
• 2.3.3 实验温度选择22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 油纸绝缘复合电压下气隙模型局部放电发展过程23-57
• 3.1 研究方法23-25
• 3.1.1 加压方式23
• 3.1.2 加压比例的选取23-24
• 3.1.3 研究内容具体步骤24-25
• 3.2 结果及分析25-56
• 3.2.1 气隙模型在交流电压下的局部放电发展过程25-32
• 3.2.2 气隙模型在交直流1比1电压下局部放电发展过程32-40
• 3.2.3 气隙模型在交直流1比3电压下局部放电发展过程40-48
• 3.2.4 气隙模型在交直流1比5电压下局部放电发展过程48-56
• 3.3 本章小结56-57
• 第4章 水分含量对油纸绝缘复合电压气隙模型局部放电及击穿特性的影响57-77
• 4.1 高水分下局部放电发展过程57-69
• 4.1.1 研究方法57
• 4.1.2 结果及分析57-68
• 4.1.3 高水分含量纸板对局部放电的影响68-69
• 4.2 水分对击穿特性的影响69-76
• 4.2.1 电极模型69
• 4.2.2 升压方式及电压类型69-70
• 4.2.3 研究内容具体步骤70
• 4.2.4 结果及分析70-76
• 4.3 本章小结76-77
• 第5章 复合电压下气隙模型故障诊断以及高水份下油纸绝缘诊断77-87
• 5.1 基于放电特征及产气特征的故障阶段划分77-80
• 5.2 不同阶段的产气特性及诊断80-85
• 5.2.1 气隙模型交流81-82
• 5.2.2 气隙模型1比182-83
• 5.2.3 气隙模型1比383-84
• 5.2.4 气隙模型1比584-85
• 5.3 油中微水浓度及油纸绝缘纸板含水量百分比绝缘故障诊断85-86
• 5.4 本章小结86-87
• 第6章 结论87-88
• 参考文献88-92
• 致谢92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 魏建林;王世强;彭华东;董明;张冠军;冯玉昌;于峥;;变压器油纸绝缘的介电响应特性研究——加速热老化的介电谱[J];电工技术学报;2012年05期

2 袁清云;;我国特高压直流输电发展规划与研究成果[J];电力设备;2007年03期

3 廖瑞金;孙会刚;巩晶;李伟;尹建国;唐超;;变压器油纸绝缘老化动力学模型及寿命预测[J];高电压技术;2011年07期

4 高宗宝;吴广宁;周利军;刘君;吕玮;赵虎;;水份含量对变压器油纸绝缘系统回复电压参数影响规律的研究[J];高压电器;2011年04期

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本文编号：1019277