运行环境因素对交直流复合电场下油纸绝缘沿面爬电的影响

发布时间：2017-08-02 17:34

  本文关键词：运行环境因素对交直流复合电场下油纸绝缘沿面爬电的影响

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【摘要】：换流变压器是高压直流输电的重要设备,其阀侧发生的绝缘故障往往是导致事故的原因。阀侧绕组承受着交直流复合电场,直流电场会导致油纸绝缘材料的匝间、围屏中会积聚一定的空间电荷,而交流场会使得电荷一直处在入陷和脱陷这一交替状态,会加速绝缘材料的老化、损伤,甚至沿面放电。并且交直流复合电场中直流成分、温度和纸板水分等会随着运行工况而发生改变,此外某些换流变压器采用的变压器油与纸板的类别也与普通变压器所采用的有着明显的区别,因此本课题将开展换流变压器运行环境因素对交直流复合场下油纸绝缘沿面爬电影响的研究,着重研究交直流复合电场中直流成分、温度、油浸纸板水分以及变压器油浸纸板的类型对沿面爬电的影响,并考虑空间电荷在其中的影响作用。利用交直流复合场下油纸绝缘试验平台和界面电荷测量平台,以极不均匀场下针板沿面电极为模型,运用常规脉冲电流法和界面电荷密度测量,研究了直流成分(正极性交直流比1：1、1：3、1：5)对沿面爬电的影响,并记录爬电碳痕的发展面积。在此基础上,对正极性交直流比1：1下,研究了温度和油浸纸板水分对沿面爬电和界面电荷密度的影响,最后对比了普通变压器油浸纸板和换流变压器的油浸纸板的放电特性。研究表明：交直流复合电场下,界面电荷的积聚会随着交流相位的变化而进行波动,并且会随着直流成分的增加而增加。而当直流成分增加时,油纸绝缘的沿面爬电的局部放电起始电压较高,并且发展过程中放电量和放电次数也较少,碳痕面积也较少。交直流比例从1：1到1：5的沿面放电起始电压随从复合电压峰值29.9kV提高到了36.4kV,并且放电重复率1：1条件下明显大于1：3和1：5条件下的,1：1下的碳痕面积达到整幅图片的54%。而当交直流比达到1：3、1：5时,由于放电能量较低,油浸纸板上并没有出现交直流比1：1下碳痕的发展。由此可见直流成分越大,沿面爬电越难发生并且程度也较小,这与界面电荷对针尖电场的削弱作用致使电场强度下降致使放电难以产生的分析是一致的。这表现了相同极性的界面电荷密度对沿面放电的抑制作用。温度越高,沿面爬电的起始电压越低,并且放电过程中放电量和次数明显较多,碳痕也较大。20℃下沿面放电起始电压为复合电压峰值44.3kV,80℃下则下降到12.1kV,下降幅度为72.6%,并且80℃下起始时的放电重复率要比20℃闪络前的放电重复率大。而碳痕面积30℃达到图片的54%,而10℃仅为1.5%。温度较高的情况下,界面电荷密度积累较少,这体现了界面电荷对沿面爬电抑制作用的减弱。当油浸纸板水分,从0.61%增加到4.68%时,油纸绝缘的界面电荷密度也会呈现下降的变化。与此同时,当纸板水分从0.6%增加到3%时,沿面放电起始电压从复合电压峰值43.4kV下到24.2kV,下降幅度为44.24%,放电重复率也相应的增大。高水分下的碳痕面积大小为低水分下的1.8倍。水分含量越高,沿面爬电的局部放电起始电压越低,放电重复率、放电量和碳痕面积也明显增加,这与界面电荷密度降低对沿面爬电抑制作用的减弱是一致的。换流变压器油浸纸板的电气绝缘性能高于普通变压器油浸纸板的,表现在闪络电压较高,并且闪络前在复合电场下并无明显的局放,闪络之后产生的碳痕面积也较小。
【关键词】：油纸绝缘 沿面爬电 交直流复合电场 界面电荷 沿面闪络 换流变压器
【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5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 选题背景及其意义11-12
• 1.2 国内外现状12-16
• 1.2.1 交流直流复合电场下油纸绝缘沿面爬电的研究现状12-14
• 1.2.2 空间电荷对油纸绝缘沿面爬电的影响研究现状14-16
• 1.3 目前研究中存在的问题16
• 1.4 课题研究的主要内容16-18
• 第2章 实验平台和实验模型18-28
• 2.1 复合电场下油纸绝缘沿面爬电影响因素实验平台18-20
• 2.1.1 复合电场下油纸绝缘沿面爬电实验平台18-19
• 2.1.2 局部放电检测装置与数据采集系统19-20
• 2.2 复合电场下油纸绝缘界面电荷测量平台20-24
• 2.2.1 复合电场下油纸绝缘界面电荷装置20-22
• 2.2.2 界面电荷测量原理22-24
• 2.3 实验模型与仿真24-26
• 2.4 实验样品的处理与测量26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 交直流复合电场下直流成分对油纸绝缘沿面爬电的影响28-40
• 3.1 直流成分对油纸绝缘沿面爬电的影响28-32
• 3.1.1 实验方法28-29
• 3.1.2 实验结果29-32
• 3.2 不同直流成分下实验结果分析32-38
• 3.2.1 不同直流成分下界面电荷特性32-35
• 3.2.2 不同直流成分下油纸绝缘沿面爬电的分析35-38
• 3.3 本章小结38-40
• 第4章 复合电场下油纸绝缘沿面爬电温度特性40-50
• 4.1 实验方法40-41
• 4.2 沿面爬电温度特性实验结果41-43
• 4.3 不同温度下实验结果分析43-49
• 4.3.1 不同温度下的界面电荷特性43-45
• 4.3.2 不同温度下的油纸绝缘沿面爬电的分析45-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 油浸纸板水分和纸板类型对油纸绝缘沿面爬电的影响50-67
• 5.1 复合电场下油浸纸板含水量对沿面爬电的影响50-59
• 5.1.1 不同纸板含水量下沿面爬电过程50-54
• 5.1.2 结合界面电荷特性的分析54-59
• 5.2 油浸纸板类型对沿面闪络电压的影响和特性分析59-62
• 5.3 纸板纹理对油纸绝缘沿面爬电的影响62-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第6章 结论67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 高敏华,冷勇;换流变压器中的两个直流分量[J];变压器;2002年06期

2 王伟;周冰;徐剑峰;汪鑫;陈明;李成榕;;油纸绝缘系统中含高水分绝缘纸板的沿面爬电特性[J];高电压技术;2011年08期

3 辛正亮;吴广宁;徐慧慧;罗杨;曹开江;;基于电声脉冲法的空间电荷测试技术研究进展[J];绝缘材料;2011年04期

4 郑宇成;王鹏;钱政;;基于Kerr电光效应的变压器油中直流电场测量系统[J];华北电力技术;2013年12期

5 李军浩;顾朝敏;孙振权;王国利;李彦明;;换流变压器阀侧绝缘承受电压类型及含量分析[J];陕西电力;2011年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 汪鑫;水分对油浸绝缘纸板沿面爬电的影响[D];华北电力大学;2013年

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本文编号：610468