基于变压器套管电容芯子温度与tand非线性关系的一种迭代算法

高压套管作为变压器重要的附件,研究套管的温度分布是保证其安全可靠运行的关键。本文以220kV油纸电容式变压器套管为研究对象,基于电容芯子温度与介质损耗因数(tand)的非线性关系提出了一种温度的迭代算法。首先固定tand,计算电容芯子的介质损耗,再与其他热源加载到温度场分析中,得到套管初始的温度分布,根据公式对不同温度对应单元的tand修正,重新计算介质损耗,再求解温度场,直至相邻计算步之间对应节点温度的相对误差小于1%。结果表明在不同环境温度下,采用迭代算法与直接计算的结果进行对比,电容芯子上的最大温差都非常小,在进行套管温度计算时不必考虑温度与tand的非线性关系。研究对于电容式套管温度场的精确计算和tand非线性变化的问题具有一定指导意义。     

频域介电谱在500kV变压器套管故障诊断中的应用

0 引言 变压器套管是变压器的重要组成部分,其作用是将变压器高压侧和低压侧绕组的引线从变压器的油箱引出,并且起到固定引线、高压对外壳及地绝缘的作用.绝缘套管的种类包括纯瓷套管、冲油套管和电容型套管等,其中电容型套管广泛应用于电压等级高的设备.油纸电容式变压器套管由油枕、瓷套、电容芯子、连接法兰和均压球等组成.电容芯子是...     

110kV电容式电压互感器上节电容的介质损耗因数实验研究

介质损耗因数tanδ的大小反映绝缘介质的绝缘状况.电容式电压互感器tanδ的测量对保证其安全运行有着重要的意义.本文模拟不同的外界污染环境,并在每种污染环境下,选择不同的实验电压,采用正、反两种接线方法对110kV电容式电压互感器上节电容器的tanδ值进行实测.结果发现:正接线时,tanδ随着电压的升高而降低;反接线时,tanδ随着实验电压的升高,基本保持不变.对此进行了理论分析,提出了提高tanδ现场测量精度的测量方法和在现场测试过程中的注意事项.     

浅谈油纸电容式套管的故障与检修维护

变压器是一种用来改变电压和电流的电器设备.在电力系统中,变压器的地位是十分重要的,不仅所需数量多,而且要求性能好,运行安全可靠.变压器主要由由铁心、绕组、器身绝缘、油箱和套管等组部件构成.变压器绕组的引线是依靠套管引出箱外的,套管起到对油箱的绝缘、固定和将电流输送到箱外的作用,它需适应外界各类环境条件,并要有一定的机械强度,是变压器中一个主要部件.套管需有不同的电压和电流等级,外绝缘大多是瓷套.套管有纯瓷套管、充油套管、充气套管、电容式套管等不同形式.而电容式套管是以电容芯子为主绝缘的套管,有胶纸电容式和油纸电容式套管两种,本文对油纸电容式套管的故障分析和检修维护等谈谈自己的一些看法.     

浅谈油纸电容式套管的故障与检修维护

变压器是一种用来改变电压和电流的电器设备。在电力系统中,变压器的地位是十分重要的,不仅所需数量多,而且要求性能好,运行安全可靠。变压器主要由由铁心、绕组、器身绝缘、油箱和套管等组部件构成。变压器绕组的引线是依靠套管引出箱外的,套管起到对油箱的绝缘、固定和将电流输送到箱外的作用,它需适应外界各类环境条件,并要有一定的机械强度,是变压器中一个主要部件。套管需有不同的电压和电流等级,外绝缘大多是瓷套。套管有纯瓷套管、充油套管、充气套管、电容式套管等不同形式。而电容式套管是以电容芯子为主绝缘的套管,有胶纸电容式和油纸电容式套管两种,本文对油纸电容式套管的故障分析和检修维护等谈谈自己的一些看法。     

浅谈变压器套管的故障与维护

变压器是一种用来改变电压和电流的电器设备。在电力系统中,变压器的地位是十分重要的,不仅所需数量多,而且要求性能好．运行安全可靠。变压器主要由由铁心、绕组、器身绝缘、油箱和套管等组部件构成。变压器绕组的引线是依靠套管引出箱外的,套管起到对油箱的绝缘、固定和将电流输送到箱外的作用,它需适应外界各类环境条件,并要有一定的机械强度,是变压器中一个主要部件。套管需有不同的电压和电流等级,外绝缘大多是瓷套。套管有纯瓷套管、充油套管、充气套管、电容式套管等不同形式。而电容式套管是以电容芯子为主绝缘的套管,有胶纸电容式和油纸电容式套管两种,本文对油纸电容式套管的故障分析和检修维护等谈谈自己的一些看法。     

特高压干式油气套管内绝缘结构的优化设计

针对使用经典解析公式设计套管电容芯子的局限性,改进了套管的传统等裕度设计方法。以特高压干式油气套管为研究对象,考虑杂散电容和温度对套管芯子电场分布的影响,建立了套管芯子改进等裕度设计方法的数学模型。在此基础上,联合有限元电热耦合计算和粒子群优化算法对该套管的内绝缘结构进行了优化设计。根据以上优化设计结构,试制了油气套管样机,并进行了全部型式试验,结果表明,提出的改进等裕度设计方法可实现油气套管芯子径向场强、轴向场强和极板间局部放电裕度的均匀分布,且芯子局部放电裕度值由0.925提升到1.155,验证了改进等裕度设计方法的实用性。     

一起500kV主变高压套管介损异常数据分析

变压器高压套管是将变压器内部的引线引到油箱外部的出线装置,其主要起是固定引线和保证引线对地绝缘的作用,测量变压器高压套管电容量和介质损耗因数是检查变压器高压套管运行情况的重要行试验项目之一,该文通过对一起500 k V变压器高压电容型套管介质损耗值与电容量测试值的变化关系,分析了可能引起油浸式变压器套管介损超标的原因。     

油浸式变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法研究

介绍了一种基于有限元法的变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器二维模型,采用有限元法求解变压器内磁通密度分布;并计算变压器铁心及绕组损耗。随后,采用多物理场间接耦合方法将损耗作为热源加载条件求解变压器流体-温度场,分析变压器内部油流速度及温度分布。对35 kV油浸式变压器进行二维电磁-流体-温度场分析,将温度仿真结果与经验公式的热点温度计算结果进行对比,验证了方法的有效性和正确性。     

大功率高压开关电源变压器的损耗分析及散热控制

为了提高大功率高压开关电源的可靠性和稳定性,针对其变压器损耗与温升特性,进行理论分析和仿真实例验证,并提出一种损耗分析和散热控制方法。以Ansoft Maxwell软件建立变压器的3D模型,进行磁场的有限元分析;计算不同负载条件下的温升情况及散热所需风量,通过Ansys软件对温度场进行分析;以2000V/3A的开关电源模块为例,建立实际模型验证散热控制的有效性。研究结果表明:大功率高压开关电源的变压器损耗来源于绕组损耗和磁芯损耗;在自然冷风条件下,变压器散热情况较差,温升明显过高;采用本文所述方法所计算的风量能有效控制变压器的温升;采用该方法也可得到不同负载条件下变压器的对应损耗及所导致的温升,进一步达到调控温度的目的。     

变间隙不接触三电极薄膜材料介电参数的测量

利用自行研制的高精度变间隙不接触三电极系统，研究了在薄膜材料（厚度小于30μm）相对电容率（εr）和介质损耗角正切（tanδ）测量中的相关技术问题，包括试样厚度测量的准确度，薄膜多层总厚度的合理选择，试样与电极间预留空气间隙的大小等．此外，还对两种不接触电极方法（变间隙法和变电容法）作了比较，分析了各自的优缺点及适用范围．研究结果表明，空气介质的变间隙不接触电极方法可成功应用于板材和薄膜试样εr和tanδ的测量，εr的测量值误差可控制在5％以内，tanδ可测到10^-5数量级．     

高介电常数低损耗SrTiO_3介质陶瓷

报告了重量比为57.5% SrTiO_3-31.5% PbTiO_3-6.7% Bi_2O_3-3.3% TiO_2-0.1% MnO_2-0.5% MgO-0.3% Nb_2O_5-0.1%SiO_2介质陶瓷的制备工艺和介电性质,给出了介电常数ε和介质损耗tanδ随烧成温度T的变化规律,描述了ε和tanδ的温度特性和频率特性.介电测量表明,此种介质陶瓷是制造大电容量、低介质损耗高压陶瓷电容器的优良材料.     

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。     

基于Rife-Vincent窗频谱校正的介损因数测量

为减轻非同步采样和数据截断产生频谱泄漏和栅栏效应对介质损耗因数tanδ测量的影响,可选用旁瓣峰值电平小、且渐近衰减速率大的窗函数对信号加权处理.本文分析了Rife-Vincent窗的旁瓣特性,提出了基于Rife-Vincent窗频谱校正的tanδ测量方法,运用多项式拟合求出了计算简单、实用的校正公式,推导了介质损耗角及tanδ的计算式,并设计了基于AD73360L+ADSP-BF531+PIC32MX460F512L架构的介质损耗因数测量系统.仿真和实测结果表明,Rife-Vincent窗函数可有效抑制频谱泄漏,基于Rife-Vincent窗的频谱校正方法克服了谐波畸变干扰、电网频率波动、采样时长变化及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现简单,测量结果精确、稳定.介质损耗因数测量系统的应用实践证明了本文方法的正确性.     

电力设备介质损耗在线监测技术综述

在研究关于电力设备介质损耗在线监测的文献基础上, 对当前介损因数tanδ主要测量原理--过零点比较相位、基于FFT变换计算、加Blackman-Harris窗插值法、海宁加权插值FFT修正算法、高阶正弦拟合法实现的技术方案、有效性和存在的问题进行了阐述, 比较了它们的优缺点.分析表明,在实践中可根据对象的特点选取合适的方法,并充分根据实时监测的特点,利用tanδ的变化趋势和神经元网络可更加有效地判定设备故障.     

厚管壁电容层析成像图像重建算法

探讨了适合厚管壁条件下的电容层析成像图像重建算法.针对厚管壁管道内几种不同流型,分别采用LBP算法、Landweber迭代算法和BP神经网络对8电极电容传感器进行成像重建计算.结果表明:在厚管壁情况下,LBP算法重建的图像质量很差;Landweber迭代算法在层流下的重建效果好于核心流和环状流;而BP神经网络算法可以有效重建管道内的介质分布,但对于没有训练到的任意流型,其重建效果不够理想.     

电容层析成像

介绍了作在电容ＣＴ重建算法，测量装置方面所进行的工作，并较为详细地介绍一种基于网络理论的新算法，这种算法是将介质分布央射为一个电容网络，网络中的电容值直接与介质分布有关，为了解决从测量电极所测得的电容计算网络内容电容这一逆问题，分析和利用了附加的网络结构约束。将测量过程等效为相应的四端网络，利用迭代方法进行求解，得到了较好的实验结果。     

套管在变压器间接出线结构下尾部电场计算与优化设计

在变压器间接出线结构条件下，应用模拟面电荷－表面电荷法对２２０ｋＶ油纸电容式套管的尾部电场进行了数值计算，并在此基础上对均压球的轴向位置，最大外径以及芯子尾部上、下屏蔽进行了优化设计，从而为制造厂家提供了科学的设计依据。     

基于Kaiser窗的相位差校正及tanδ测量应用

基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权可减轻非同步采样和非整周期截断对介质损耗因数tanδ测量的影响,但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约.本文通过分析Kaiser窗函数的主瓣与旁瓣衰减比重可自由选择的特性,提出了基于Kaiser窗的相位差校正的tanδ测量方法,推导了tanδ的计算式,并介绍了基于该算法的测量系统的硬件实现方案.仿真和试验结果表明,Kaiser窗函数抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的相位差校正方法克服了谐波干扰、基波频率波动及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现灵活,测量结果精确、稳定,可用于tanδ的离线测量与在线监测.     

配网重构与电容配置的改进模型及优化算法

为降低配电网中无功功率损耗,提高电压质量和保持网络的稳定性,提出了一种配网重构与电容器配置的改进模型和优化算法,即以网损最小为目标函数,运用正倒向随机潮流法进行潮流计算,并对二进制粒子群算法进行改进,克服了先前迭代的粒子信息难以传递至下一次迭代以及粒子位置更新结果不准确的缺陷,从而实现对配网重构和电容配置的同步优化.在IEEE 16节点配电网系统上运行和测试,找到最优重构和配置的方法,并在MATLAB R2010软件环境中编写算法进行仿真计算,比较5种不同优化方案.研究结果表明,该算法每次迭代计算更新了全局最优和个体最优,可获得全局最佳的网络状态,与其对应的电压分布和功率损失也达到最佳.