风力发电用组合式变压器主绝缘结构优化及应用研究

发布时间：2020-11-17 23:17

　　 在以风力发电的电网系统中,风力发电用组合式变压器起着传输电力的重要作用。由于风力发电场一般都位于山地、草原、沿海等交通不是很便利的环境,风力发电机发出的电能还含有很大的谐波。风力发电用组合式变压器的电场、磁场的性能,以及动稳定性、热稳定性对风力发电系统安全、稳定运行至关重要;与此同时,风力发电场在风力发电用组合式变压器体积更小,重量更轻,成本更低等方面提出了更高的要求。于是,通过对风力发电用组合式变压器的主绝缘结构进行静电场分析、研究和对主绝缘结构进行优化,以降低主绝缘的距离为方向,在确保风力发电用组合式变压器安全可靠运行的前提下,使体积更小,重量更轻,成本更低。本文进行的主要研究工作如下:(1)查阅和了解国内外风力发电用组合式变压器及电磁场的相关文献资料,在此基础上通过对现有1600kVA,35kV风力发电用组合式变压器的主绝缘结构进行分析和研究,利用通用电场分析软件ElecNet建立计算模型,进行有限元计算,得出该模型的电场强度分布规律,并提出初步的可靠性分析。(2)从工程应用出发,提出几种降低主绝缘距离的结构,利用电场分析软件ElecNet建立计算模型,进行有限元计算,得出这几种模型的电场强度的分布规律,寻找到最优化的主绝缘结构,并结合工装设备和工艺水平,进行可行性分析,得到可以用于批量生产的主绝缘结构。(3)根据得到的最优化主绝缘结构,制作线圈模型,进行工频耐压试验,验证理论计算的优化结构能够满足风力发电用组合式变压器安全可靠运行。按照验证后的主绝缘结构,制造风力发电用组合式变压器样机,进行雷电冲击试验和工频耐压试验。最终得出结论,通过对主绝缘优化研究得出的主绝缘结构,能够满足风力发电用组合式变压器的安全可靠运行,并且降低了产品成本,提高了经济效益。
【学位单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM41;TM614
【部分图文】：

首先进行前期处理工作，对所求的主空道场域进行剖分，图3-4 为场域剖分示意图。图 3-4 “主空道 27mm、1 层绝缘纸板”主绝缘结构剖分示意图在电场分析软件 ElecNet 中，建立好上述模型后，上边界为铁心的上铁轭，不在电场计算分析之列，故在模型中不予考虑，在低压线圈上施加接地边界条件，在高压线圈上施加工频试验电压 85kV。采用软件 ElecNet 的二维静电场求解器对上述模型进行求解，得到该模型的电位分布图和电场强度分布图，分别如图 3-5 和图 3-6 所示。

“主空道27mm、1层绝缘纸板”主绝缘结构电位分布图

图 3-6 “主空道 27mm、1 层绝缘纸板”主绝缘结构电场强度分布图由图 3-5 计算结果可知：该油浸变压器主绝缘模型的等位线在高压线圈侧比较密集，在低压线圈侧比较稀疏，说明电压在高压线圈侧变化较快。由图 3-6 计算结果可知：该油浸变压器主绝缘模型的最大电场强度为 3485.42V/mm，发生在高压线圈内表面。采用上一章的解析公式法——式（2-1）理论计算可知：E=85000/(23+2.2/4.4 4)=3400(V/mm)由此可知，解析公式法理论计算场强值和电场仿真计算的场强值基本相等。电场仿真计算结果验证了解析公式法的理论计算。由于油隙的击穿场强为 8.5kV/mm，该模型
【参考文献】

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本文编号：2888033