抽水蓄能电站用500kV变压器设计与研究

发布时间：2017-06-10 17:13

  本文关键词：抽水蓄能电站用500kV变压器设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电网容量的不断增长,抽水蓄能电站变压器需求量及容量逐年增加。由于抽水蓄能电站地理位置的特殊性,对变压器可靠性要求非常高。前些年抽水蓄能主变压器基本被ABB、西门子、东芝等国外或合资厂家垄断。近几年随着国内变压器厂家的技术进步,国内厂家开始进入到抽水蓄能电站的供货范围,但是由于相关制作经验的欠缺,供货数量及质量与国外厂家还有较大差距。本课题以抽水蓄能电站用大容量500kV变压器为研究对象,深入研究抽水蓄能电站变压器的工程应用关键技术,带动变压器设备制造业的发展,提升国内输变电设备制造技术,实现产品性能不断提高,提高国际竞争力。抽水蓄能电站较其他形式发电反应快,对降低电网故障风险效果显著,可有效防止电网事故扩大,以及事故带来的系统崩溃,作为抽水蓄能变电站主设备之一的变压器显得尤为重要。抽水蓄能变电站变压器在电网用电高峰时作为升压变送电上网,在电网用电波谷时作为降压变压器从电网取电。本文通过参阅相关文献,结合抽水蓄能变电站主变压器的运行环境、技术特点、关键技术参数等因素,重点对水冷却系统、主绝缘、纵绝缘、漏磁及结构件局部过热等技术难题进行分析研究,本课题主要利用有限元、电磁场理论、绝缘材料、材料力学、机械原理、理论力学等理论依据,进行软件分析验证,保证设计裕度。本课题通过应用IMV软件对样机波过程进行模拟分析,了解绕组内的雷电冲击电压分布,调整优化绕组纵绝缘结构,从而保证绕组的冲击裕度并且节省原材料；通过应用VEI的Main Insulation及Leads软件对电场进行分析,了解样机的主绝缘电场分布,获得电势、场强云图,同时选取特定电位线进行分析,达到保证样机主绝缘裕度并且节省原材料；通过应用VEI的REST软件对产品抗短路强度能力进行分析,对绕组的轴向倾覆和辐向压曲及轴向力进行核算并优化设计,提高产品运行的安全可靠性能。
【关键词】：抽水蓄能 漏磁 绝缘 水冷 局部过热 变压器
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV743;TM402
【目录】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 课题研究目的及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-16
• 1.2.1 国外研究水平介绍15
• 1.2.2 国内研究水平介绍15-16
• 1.3 本课题主要研究内容16-18
• 第二章 抽水蓄能变压器结构设计18-28
• 2.1 抽水蓄能电站用500kV变压器的设计参数18-19
• 2.2 抽水蓄能电站用500kV变压器样机的电磁计算方案及总体设计19-21
• 2.2.1 低损耗设计19-20
• 2.2.2 低噪声设计20
• 2.2.3 抗短路能力设计20
• 2.2.4 低局放设计20
• 2.2.5 分析验证20-21
• 2.3 抽水蓄能电站用500kV变压器铁心结构的设计21
• 2.4 抽水蓄能电站用500kV变压器线圈结构的设计21-22
• 2.5 抽水蓄能电站用500kV变压器器身结构的设计22-23
• 2.6 抽水蓄能电站用500kV变压器引线结构的设计23
• 2.7 抽水蓄能电站用500kV变压器油箱结构的设计23-24
• 2.8 抽水蓄能电站用500kV变压器抗短路能力的设计24-26
• 2.9 抽水蓄能电站用500kV变压器噪声设计26
• 2.10 本章小结26-28
• 第三章 抽水蓄能电站用500kV变压器样机关键结构仿真分析28-49
• 3.1 抽水蓄能电站用500kV变压器主绝缘结构分析28-30
• 3.1.1 变压器变压器主绝缘结构28
• 3.1.2 变压器主绝缘结构仿真分析28-30
• 3.2 抽水蓄能电站用500kV变压器波过程纵绝缘仿真分析30-34
• 3.2.1 变压器变压器纵绝缘结构的设计30
• 3.2.2 变压器纵绝缘波过程计算30-33
• 3.2.3 验证结论33-34
• 3.3 抽水蓄能电站用500kV变压器漏磁场计算34-37
• 3.3.1 验证结构简述34
• 3.3.2 计算条件34
• 3.3.3 磁场磁密(B)分析34-36
• 3.3.4 结构件温升36-37
• 3.4 抽水蓄能电站用500kV变压器短路强度仿真计算37-41
• 3.4.1 验证结构简述37
• 3.4.2 各绕组线饼轴向倾斜(TILTING)与辐向压曲(BUCKLING)计算37-40
• 3.4.3 各绕组(轴向+辐向)强度及辐向变形计算40-41
• 3.4.4 结论41
• 3.5 抽水蓄能电站用500kV变压器绕组温升计算41-43
• 3.5.1 基础数据41-42
• 3.5.2 模型输入42
• 3.5.3 水冷时油面以及绕组温升计算42-43
• 3.5.4 结论43
• 3.6 抽水蓄能电站用500kV变压器邮箱机械强度计算43-48
• 3.6.1 已知条件43
• 3.6.2 计算目的43
• 3.6.3 样机结构43-44
• 3.6.4 计算说明44-45
• 3.6.5 油箱负压强度计算45-46
• 3.6.6 油箱正压强度计算结果46-47
• 3.6.7 油箱正、负压强度结论47-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第四章 抽水蓄能电站用500kV变压器试验方案研究第49-80
• 4.1 抽水蓄能电站用500kV变压器的试验方案研究49-57
• 4.1.1 试验方案概述49-50
• 4.1.2 变压器技术参数50
• 4.1.3 试验标准50
• 4.1.4 试验项目及程序50-57
• 4.2 抽水蓄能电站用500kV变压器试验结果57-78
• 4.2.1 试品规格57
• 4.2.2 外施耐压试验及结果57-58
• 4.2.3 短时感应耐压试验(ACSD)及结果58
• 4.2.4 长时感应电压试验(ACLD)及结果58-59
• 4.2.5 空载损耗和空载电流测量试验及结果59-61
• 4.2.6 负载损耗和短路阻抗测量试验及结果61-62
• 4.2.7 操作波冲击试验及结果62-65
• 4.2.8 雷电冲击试验及结果65-74
• 4.2.9 温升、过电流试验及结果74-75
• 4.2.10 声级测定试验及结果75-76
• 4.2.11 油流静电试验及结果76-77
• 4.2.12 绕组变形试验及结果77-78
• 4.3 试验结论78-79
• 4.4 本章小结79-80
• 第五章 结论与展望80-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87
• 学位论文评阅及答辩情况表87

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何永秀,张文泉,于文革;抽水蓄能电站价值补偿研究[J];水力发电;2000年02期

2 邢小平;关于加强抽水蓄能电站前期工作管理的思考[J];水力发电;2000年09期

3 张绍康;广西建设抽水蓄能电站的探讨[J];红水河;2000年02期

4 黄志超;抽水蓄能电站面面观[J];山东电力高等专科学校学报;2000年03期

5 ;我国即将修建桐柏抽水蓄能电站[J];水利水电科技进展;2000年02期

6 吴劼高;山东泰山抽水蓄能电站动工[J];水利水电科技进展;2000年06期

7 赵秋云,刘思归;世界上首座海水抽水蓄能电站继续进行试验[J];水利水电快报;2000年24期

8 李小君;电力系统中如何考虑抽水蓄能电站[J];山西能源与节能;2000年02期

9 徐得潜,翟国寿,刘新建;抽水蓄能电站调频及备用效益计算方法研究[J];水力发电学报;2001年03期

10 黄仕云,陈志刚,邓雪原,王春辉,郑忠信;抽水蓄能电站在广东的发展前景[J];水力发电;2001年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 郝荣国;;抽水蓄能电站的发展与规划布局[A];抽水蓄能电站工程建设文集（2009）[C];2009年

2 靳亚东;王婷婷;;新形势下抽水蓄能电站的发展契机[A];抽水蓄能电站工程建设文集（2009）[C];2009年

3 马登清;;在以水电为主的电网中兴建抽水蓄能电站必要性探讨[A];抽水蓄能电站工程建设文集（2009）[C];2009年

4 刘林元;;浅谈厂网分开条件下抽水蓄能电站投资费用的分摊[A];抽水蓄能电站工程建设文集（2009）[C];2009年

5 罗绍基;;我国抽水蓄能电站建设[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年

6 邱彬如;;抽水蓄能电站建设[A];中国水电100年（1910-2010）[C];2010年

7 邓雪原;曾德安;;广东抽水蓄能电站建设现状及发展前景[A];抽水蓄能电站工程建设文集(2010)[C];2010年

8 潘定才;叶复萌;黄卫华;;深圳抽水蓄能电站建设与生态环境协调发展研究[A];抽水蓄能电站工程建设文集(2010)[C];2010年

9 华向阳;孙勇;;黑龙江荒沟抽水蓄能电站建设的必要性[A];抽水蓄能电站工程建设文集(2010)[C];2010年

10 刘亚军;;抽水蓄能电站建设现场高效管理研究[A];抽水蓄能电站工程建设文集(2010)[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报通讯员 张存有 姜敏玉;吉林白山抽水蓄能电站首台机组发电[N];中国水利报;2005年

2 张会清;我省第一座抽水蓄能电站投产[N];新华日报;2003年

3 王润胜;抽水蓄能电站建设要集约化[N];中国电力报;2006年

4 国网新源控股有限公司总经理 崔继纯;建设抽水蓄能电站 提供绿色环保电力[N];中国电力报;2006年

5 李复生 中国水电工程顾问集团公司北京勘测设计研究院副总工程师;抽水蓄能电站：蓄“市”待发[N];中国水利报;2006年

6 本报记者 杨飞;抽水蓄能电站：规范有序中提速发展[N];中国水利报;2006年

7 本报记者 杨飞;2020年我国抽水蓄能电站装机将超3000万千瓦[N];中国水利报;2006年

8 本报记者 崔劲松;洪屏抽水蓄能电站进入前期建设阶段[N];光华时报;2006年

9 王润胜;泰安抽水蓄能电站全部建成投运[N];国家电网报;2007年

10 贾洪双;白山抽水蓄能电站正式移交生产管理[N];东北电力报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 程芳;抽水蓄能电站旋转备用容量电价研究[D];河海大学;2003年

2 徐得潜;抽水蓄能电站电价制定方法与经济运行方式研究[D];合肥工业大学;2015年

3 王林锁;抽水蓄能电站水力过渡过程调节控制研究[D];河海大学;2005年

4 曹f ;风电及抽水蓄能电站容量规划方法研究[D];华北电力大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 崔继纯;抽水蓄能电站效益评估及规划方法研究[D];华北电力大学（北京）;2009年

2 张培;火电电网中抽水蓄能电站容量优化研究[D];华北电力大学（北京）;2009年

3 周燕;呼和浩特抽水蓄能电站经营模式研究[D];华北电力大学（河北）;2009年

4 刘凡;抽水蓄能电站动态效益评估方法研究[D];华中科技大学;2008年

5 张姝;我国抽水蓄能电站发展对策研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

6 顾晓亮;抽水蓄能电站效益综合评价研究[D];合肥工业大学;2010年

7 代红;呼和浩特抽水蓄能电站建设规划研究[D];华北电力大学（河北）;2010年

8 黄卫东;桐柏抽水蓄能电站技术经济综合评估方法及其应用[D];四川大学;2005年

9 张林W，

本文编号：439270