高压电力电容器物理场计算分析

发布时间：2017-07-15 10:25

  本文关键词：高压电力电容器物理场计算分析

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【摘要】：电力电容器在高压电力传输方面起到无功补偿和滤波的作用。电力电容器的损坏多发生在元件电场强度集中的区域，一旦损坏将迅速影响单元甚至使整个系统无法正常工作，也会因套管尾部的炸裂导致其主体损坏，并起火燃烧导致停电，所造成的经济损失将是十分巨大的，而电力电容器的运行温度将直接影响到电容器的使用寿命。因此准确计算元件内部电场、套管电场和电容器温度场对电力电容器的设计与运行具有重要意义。 首先，针对电力电容器元件内部结构特点，建立了二维和三维元件内部电场有限元计算模型，，得到了元件电场分布特点，并研究了介质材料、电极厚度、介质厚度对元件内部电场的影响，特别给出了元件边缘电场的分布规律，讨论了元件电压与介质击穿场强的关系，并提出了降低元件最大电场强度的解决方法。 其次，根据高压套管的轴对称结构，建立了二维电力电容器套管电场计算模型，利用有限元软件进行套管电场数值计算，得到了电力电容器套管电场的分布规律。 最后，考虑了由电力电容器内部介质损耗产生的电容器发热情况。在基本假设的基础上，建立了三维电力电容器温度有限体积计算模型，得到了电力电容器的温度分布特点和内部最热点温度。用相应样机进行试验研究，计算结果与试验结果相吻合，验证了电力电容器温度计算模型的准确性。
【关键词】：电力电容器 物理场 数值计算
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM531.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景和研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 电容器元件电场研究现状12
• 1.2.2 电容器套管电场研究现状12-13
• 1.2.3 电容器温度场研究现状13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第2章 高压电力电容器元件电场计算及影响因素15-36
• 2.1 电容器元件结构15-16
• 2.2 研究模型16-19
• 2.2.1 物理模型16-18
• 2.2.2 数学模型18-19
• 2.3 电容器元件电场分布19-23
• 2.3.1 二维电场分布19
• 2.3.2 特殊路径电场分布19-22
• 2.3.3 三维电场分布22-23
• 2.4 电容器元件电场影响因素23-29
• 2.4.1 介质材料23-25
• 2.4.2 电极厚度25-26
• 2.4.3 介质厚度26-28
• 2.4.4 元件绝缘边缘尺寸28-29
• 2.5 电容器击穿电压29-30
• 2.5.1 折边结构击穿电压29-30
• 2.5.2 非折边结构击穿电压30
• 2.6 电容器元件最大电场强度的降低方法30-34
• 2.6.1 方案 130-32
• 2.6.2 方案 232-34
• 2.7 本章小结34-36
• 第3章 高压电力电容器套管电场计算分析36-42
• 3.1 研究模型36-38
• 3.1.1 物理模型36-38
• 3.1.2 数学模型38
• 3.2 电容器套管电场分布38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 高压电力电容器温度场计算分析42-53
• 4.1 介质损耗的计算42-43
• 4.2 研究模型43-45
• 4.2.1 物理模型43-44
• 4.2.2 数学模型44-45
• 4.3 电容器温度场计算结果45-51
• 4.4 试验验证51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文58-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：543486