基于变压器套管电容芯子温度与介质损耗因数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。以220 k V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(tanδ)的非线性关系提出了一种温度的迭代算法。首先固定tanδ,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tanδ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0. 01。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tanδ的非线性关系。研究对于电容式套管温度场的精确计算和tanδ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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

电力变压器铁芯温度场的数值模拟研究

变压器铁芯温度场是比较典型的流体-构件耦合场.本文系统论述了这种耦合场的数值模拟方法,对铁芯工作磁密、油道尺寸、油流速度、进油温度等影响铁芯温升的因素进行了分析计算.试验结果表明,适当提高工作磁密、合理设计油道尺寸、综合考虑油道设置、尽量采用较高油流速度和较低进油油温对提高变压器运行效益、降低铁芯温升是有实际意义的.     

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.     

焊剂片约束电弧焊T形接头温度场有限元模拟

为了研究构成I型金属三明治板的基本焊接单元T形接头在焊剂片约束电弧焊(flux bands constrained arc, FBCA)作用下的温度场分布规律,以非线性有限元软件ABAQUS为平台,开发了适用于FBCA焊接T形接头温度场计算的有限元方法.对比了计算结果与测量结果的同时,研究了面板与芯板各自路径上的热量分布情况.结果表明：FBCA焊T形接头面板部位温度场沿焊缝中心呈对称分布,接头热量主要集中作用于面板处.采用复合热源模型计算所得特征点热循环曲线分布规律与实际红外热像仪测量结果重合度较高,计算所得焊缝截面温度分布形貌和热影响区宽度与实际接头形貌相吻合,有效验证了复合热源模型计算FBCA焊接T形接头温度场的准确性.     

应力偶对滑动轴承热流体动力学特性的影响

研究了应力偶对有限长滑动轴承热流体动力特性的影响。推出了基于应力偶流体模型的油膜能量方程 ,并与应力偶流体的 Reynolds方程、轴瓦热传导方程一起联立数值求解 ,得到油膜的压力分布 ,油膜及轴瓦的温度分布 ,比较了 Newton流体和应力偶流体对轴承压力分布、温度分布及轴承承载力所产生的不同影响。结果表明 :应力偶流体在明显增大油膜压力的同时 ,也使轴承最大温度略有升高     

基于电磁-热-流耦合场的多回路排管敷设电缆载流量数值计算

多回路电缆以集群方式敷设时,各回路之间的电磁耦合和热耦合都将加强,对电缆导体线芯和金属外护套的交流电阻及涡流损耗的影响均不可忽略。为准确计算四回路电缆在4×4孔排管敷设方式下的载流量,借助于Comsol和MATLAB软件建立电磁-热-流耦合物理场有限元模型,将电磁场、温度场及排管内空气流速场耦合求解。首先通过求解电磁场计算电磁热损耗,然后作为载荷施加于传热模型进行温度场分布计算。该模型对电缆复杂的邻近效应、趋肤效应进行直接仿真计算,考虑了金属材料电阻率随温度的变化关系,且传热模型中耦合了空气自然对流、热辐射和固体热传导3种导热方式。利用所提模型对6种排列方式下的电磁热损耗和温度场分布进行计算;并利用二分法计算相应的载流量。结果表明,排列方式对电缆间的邻近效应有较为显著的影响,优化排列方式可降低电缆损耗、提升载流量。     

沥青路面现场微波加热再生模型与实验

为了求解微波加热再生沥青混合料内的温度分布,研究了由于沥青混合料介电常数和比热容是温变参数,从而导致电磁场分布和吸收微波功率的非线性变化.建立了电磁场控制方程和热传递方程耦合的二维非线性热电耦合模型,提出了按微波周期为时间步长交替迭代求解该非线性模型的求解方法.使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统,通过连续或间歇辐射加热方式,对不同体积的沥青混合料进行了加热实验.实验结果证实了微波加热再生通过辐射热传递能实现瞬间体积加热,具有快速、加热均匀、保证质量和无污染等特点.     

环境温度及施加电压对自愈式电力电容器温升和温度场分布的影响

自愈式电容器具有无油、低噪声和体积小等优点,尤其适合于城市和清洁能源应用场合。在Fluent 15.0中建立并求解了自愈式电力电容器在400 V交流电压下,环境温度为35℃时的温度场仿真模型。着重分析了外壳和芯子的温度分布,在此基础上分析了环境温度在-25~55℃和承受电压在0.9~1.3倍范围内二者对电容器温度场分布和温升的影响。计算结果表明:不同情况下外壳最高温度均在大侧面,大侧面温度均高于小侧面。随着环境温度的升高电容器最大温升显著减少,随着承受电压值的增加电容器最大温升成快于线性而慢于二次方的速度增大。2种变化范围内电容器最大温升分别在6.86~11.00℃和5.84~10.58℃范围内变化。研究为电容器的运行维护提供了参考。     

钢管混凝土拱桥温度问题研究综述

对钢管混凝土拱桥温度问题的研究现状进行了综述.从钢管混凝土拱肋截面温度场分析、核心混凝土水化热计算模型、钢管混凝土拱桥温度应力的计算、温度变化与脱粘关系等方面,分析了现有研究已解决和尚未解决的问题.指出今后的研究应开展温度场的实桥测试分析,综合考虑桥梁所在区域、桥梁结构形式和拱肋截面形式等因素,提出温度场的简化计算方法,同时要研究温度变化与脱粘的关系.     

活塞隔热性能有限元分析及试验验证

采用有限元计算方法和试验验证相结合对某复合隔热结构活塞的隔热性能进行了研究.首先基于性能仿真计算及经验公式确定了活塞换热边界条件,然后利用有限元热分析方法得到了该活塞的温度场及热流分配模型,并探讨了复合隔热结构活塞热流分配模型发生变化的原因.最后通过复合隔热结构活塞温度场模拟试验对活塞的隔热性能进行了试验验证.研究结果表明,隔热垫、气隙等隔热结构提高了活塞的热、机载荷承载能力,活塞隔热度超过了60%;复合隔热结构活塞温度场模拟试验结果与有限元计算结果之间误差在5%以内,说明有限元计算结果具有很高的工程参考价值.      

基于BP网络的同面多电极技术图像重构算法

为实现同面多电极技术对飞机用复合材料损伤区域和大小的识别,采用BP神经网络算法建立采样电容值与检测区域介电常数分布的非线性映射,利用输出灰度值实现损伤区域的图像重构.利用主元分析法对输入电容值进行降维处理.采用自适应调整学习率与动量因子方法加快了BP网络训练的收敛速度.仿真结果表明,该算法重构的损伤区域图像成像速度较快,准确度满足实现同面多电极技术对复合材料损伤区域大小和位置识别的要求.