换流变压器端部极性反转民转电场的数值算法及其绝缘设计

极性反转是换流变压器运行中一种特殊的工作状态，此时绕组承受交、直流耦合电场的作用，其中直流电场为非线性、各向异性场。首先分析了极性反转的物理过程及该电场的数值算法；然后针对直流电场的各向异性，应用Ｇａｌｅｒｋｉｎ法建立了该电场的有限元模型，并应用以上工作计算了４种典型的换流变压器绕组端部绝缘中极性反转电场的分布。通过对计算结果的分析，得出了一些具有实用意义的结论。     

新型换流变压器谐波模型及其配套滤波装置设计

阐述了新型换流变压器及其滤波系统的接线方案和谐波抑制机理.建立了新型换流变压器谐波模型,分析计算了新型换流变压器各绕组的谐波电流分布,实验验证了该模型的正确性.对直流输电开发平台进行了滤波装置实例设计,仿真和实验结果基本一致.证明了新型换流变压器及其滤波系统原理正确,滤波效果好,平台参数选择合理,新系统具有良好的应用前景.     

油浸纸板分布对±500kV换流变压器饼式绕组温升的影响分析

油浸纸板在变压器中除支撑、绝缘作用外,还为油流散热提供导向通道,其分布位置直接影响换流变压器的温度分布及热点位置。分析了油浸纸板分布位置不同对换流变压器内部温度的影响,以一台±500 kV换流变压器为例,首先基于磁场仿真模型计算得到了铁心和绕组损耗;再以绕组损耗为热源,采用Fluent模拟了换流变压器内部散热的热流耦合过程,得到了流体场和温度场分布;并将软件仿真结果与经验公式结果对比,验证了软件仿真结果的合理性。最后通过改变导向分区、角环对数,探讨理想的纸板放置位置,从而得到更均匀分布的温度场。经分析,合理的导向分区与角环分布可以明显降低热点;并使温度分布更加均匀。分析结果可为变压器设计提供分析和指导;同时进一步讨论换流变压器中理想的油浸纸板位置。     

直流特高压设备绝缘系统在复合电场作用下的击穿机理

该研究针对油纸绝缘结构在复合电场作用下的击穿机理进行深入的研究,目标是提出特高压油纸绝缘结构复合电场的计算方法,对实现我国特高压换流变压器的国产化提供有力的支撑。在前期工作中,取得了一下阶段性成果:(1)研究了单层及双层油纸介质在常温及温度梯度下的空间电荷分布以及电场畸变特性。同时,建立了空间电荷注入、迁移和聚集的数值仿真模型,可以成功地模拟油纸结构中的电荷和电场分布特性。(2)针对换流变出线结构的电场分布进行了计算分析。研究了交直流及极性反转下的电场分布特性,屏障结构(包括屏障的罩入深度、位置、油隙间距、油浸纸筒厚度及层数等)对电场分布的影响。对出线结构进行了优化,完成了400 k V出线结构的初步设计。(3)测量了油纸结构在交、直流复合电压以及预加电压作用下的击穿特性,结果表明空间电荷特性可以对击穿强度产生显著的影响。同时,掌握了交直流复合电压下油纸绝缘结构的局部放电特性。166科技资讯SCIENCETECHNOLOGY INFORMATION     

闪电电场波形脉冲序列极性变化及成因

地基闪电探测站记录的闪电电场信号普遍存在极性反转现象,不同测站的极性反转时刻不同,目前对该现象没有较清晰的认识。本文详细阐述了闪电放电引起的电场变化信号的测量原理,在此基础上,利用宽带电场和甚高频辐射数据,结合闪电甚高频辐射源的定位结果,分析了闪电电场脉冲极性反转现象的特征和原因。对比基站间距为5 km量级的多站数据,发现不同测站数据电场极性反转并不同时发生,并且极性反转常伴随着脉冲幅值的降低,因此常常导致定位时脉冲提取缺失或到达时间提取的误差增大。利用宽带电场定位和甚高频辐射源定位相互补充,在获得闪电精细化三维定位基础上分析发现,闪电主通道头部的发展方向改变,是导致地面探测站的垂直电场出现极性反转现象的可能原因,主通道头部携带的大量电荷靠近或远离是地面垂直电场变化测量装置脉冲波动的主要原因。对于不同方位的探测站,闪电主通道头部相对运动是导致不同探测站出现脉冲极性反转时刻不同的主要原因。针对极性反转现象造成定位效率下降问题,本文提出了希尔伯特能量谱的解决方案,定位出的闪电辐射源数量提高约9%。     

换流变压器故障分析及改进措施

换流变压器是高压直流输电系统中的重要设备,其故障问题已经成为世界各地电力行业所关注的主要问题之一.本文从12脉动整流器的原理出发,分析了换流变压器故障的主要来源即换流变压器的故障主要发生在其二次绕组,而一次侧则基本不受影响.然后以正在建设的糯扎渡至鹤山800 kV高压直流输电工程为研究对象,在EMTDC/ PSCAD环境中进行建模和分析,仿真验证了二次侧绕组发生故障的主要原因并且针对这个问题提出了三种改进措施.     

变压器绕组直流电阻不平衡率超标缺陷浅析

提出变压器绕组直流电阻不平衡率超标的主要原因及一般处理原则。通过几起实例阐述了变压器绕组直流电阻不平衡率超标的缺陷判断及处理过程,印证了对造成变压器绕组直流电阻不平衡率超标的主要原因分析及处理原则是确实可行的,为处理变压器该类缺陷提供了具体实效的依据和方法。     

交直流电场的实用计算与测量研究

未来交直流同塔架设使交直流电场的监测成为评价电力系统对环境影响的重要部分,研究线路周边交直流电场的计算模型、评价标准以及测量系统,对工业生产和人民生活有着重要意义.基于交直流电场强度计算方法及交流电场和直流电场的相互作用表现在表面电位梯度的影响上,提出先对混合电场的直流分量和交流分量分别计算,然后采用叠加模型计算交直流混合电场强度.依据工频交流电场的似稳、低发射特性及直流电场的恒定、微弱零变化特征,分别设计交、直流电场测量元件,并设计交直流电场测量装置,通过试验验证了方法的有效性,为工程实际应用中电场强度测量提供了一套便捷的实现方法.     

基于ANSYS的高温超导变压器稳态短路仿真

从分析绕组区域磁场着手,通过计算载流导体在磁场中受力而获得绕组受力,考虑到超导变压器绕组因电阻小抑制环流的能力大大降低,绕组支路电抗微小的不平衡可能引起很大的环流,建立了计人环流影响的“场-路”耦合的磁场分析模型．同时,将ANSYS软件应用于“场-路”耦合分析,做了探索．得到的磁场和电磁力的计算结果与理论分析相符,给出的方法可用于进行基于磁场计算的绕组并联支路或并绕导线之间的环流分析．     

极性反转时间对聚乙烯中空间电荷及瞬态电场的影响

基于电声脉冲空间电荷测量方法,测量了聚乙烯片状试样在常温(ΔT=0℃)及温度梯度(ΔT=40℃)下、-50kV/mm场强直流预压2h后,分别以不同反转时间(20s,30s,60s)反转到50kV/mm场强,再加压2h过程中的空间电荷变化,以及极性反转过程中最大瞬态电场的变化.结果表明:常温下电压极性反转越快,最大瞬态电场越大;温度梯度下,电压极性反转越快,最大瞬态电场越小;达到最大瞬态电场的时间均随着极性反转时间的增加而逐渐减少.