1100kV特高压并联电抗器绝缘结构仿真与试验分析

摘要

输电线路越长其充电电容越大。为使输电线路的功率得到相应补偿，抑制工频电压升高和操作造成的过电压现象，消除发电机的过励磁效应，使输电线路稳定且安全运行，必须在线路上连接特高压并联电抗器。
　　特高压并联电抗器的寿命长短与其绝缘结构的可靠性有着密不可分的关系，特高压并联电抗器的绝缘结构对其运行的稳定性起着至关重要的作用。从挂网运行的历程中可以得到的结果是:特高压并联电抗器运行的稳定性及经济性与其所具有的绝缘结构的可靠性和所用绝缘材料有着密不可分的关系。
　　对于特高压并联电抗器主绝缘结构而言，绕组端部电场分布的较为复杂，要想使特高压并联电抗器的绝缘结构具有相当的可靠性，就必须研究特高压并联电抗器在挂网运行中受到电压作用时其内部各部位的场强分布情况，并研究在何种情况时特高压并联电抗器的绝缘结构及构成绝缘结构的材料所能承受的最大电场强度。而特高压并联电抗器的纵绝缘，也必须研究在电压冲击亦或是系统超出额定电压的情况下，线圈的电压梯度分布及其安全于都是否可靠。
　　本文介绍重点介绍1100kV特高压并联电抗器纵绝缘结构、主绝缘结构，从而相应介绍其绝缘结构中所包含的绕组结构、器身结构、以及引线结构;应用VEI、Magnet、Ansys等仿真分析软件进行三维建模，对1100kV特高压并联电抗器纵绝缘、主绝缘电场强度进行仿真分析，纵绝缘仿真分析包括:线圈首端分别入全波和截波时线圈电位、梯度仿真分析，线圈中性点入全波和截波时线圈电位、梯度仿真分析;主绝缘仿真分析包括:线圈上、下端部电场仿真分析，线圈中部到铁心和旁轭的电场仿真分析，线圈围屏开口处电场仿真分析。对1100kV特高压并联电抗器“直接出线结构”和“间接出线结构”处的电场强度进行仿真分析，“直接出线结构”仿真分析包括:首端引线对线圈的电场分析、首端引线对升高座出口处箱壁的电场分析;“间接出线结构”仿真分析包括:首端引线对升高座壁拐角的电场分析、首端引线均压球对箱壁电场分析。对1100kV特高压并联电抗器中性点引线对铁心地屏电场分析、对引线出口处箱壁的电场分析。并通过绝缘理论研究和验证分析结果，进行1100kV特高压并联电抗器样机试制，并着重对样机进行电场型式试验，验证理论分析及仿真结果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 特高压并联电抗器绝缘结构及电场强度分析研究现状

1．2．1 产品市场现状

1．2．2 理论研究现状

1．3 课题研究内容

第2章 1100kV特高压并联电抗器绝缘结构方案介绍

2．1 电抗器绝缘结构介绍

2．1．1 电抗器油

2．1．2 复合绝缘

2．1．3 1100kV特高压电抗器绝缘材料选取

2．2 1100kV特高压电抗器纵绝缘结构

2．2．1 电抗器线圈的等值电路

2．2．2 电压的起始分布和稳态分布

2．2．3 1100kV特高压电抗器线圈结构

2．3 1100kV特高压并联电抗器器身绝缘结构

2．4 1100kV特高压并联电抗器高压出头引线绝缘结构

2．4．1 中部出头引线“间接出线”方式

2．4．2 中部出头引线“直接出线”方式

2．5 本章小结

第3章 1100kV电抗器电场仿真验证分析

3．1 仿真计算软件介绍

3．2 模型建立及绝缘安全裕度的判定原则

3．2．1 数学模型

3．2．2 绝缘模型的建立

3．2．3 绝缘安全裕度判定

3．3 1100kV特高压并联电抗器的纵绝缘结构仿真分析

3．3．1 模型额定参数

3．3．2 波过程计算分析

3．3．3 1100kV特高压电抗器主绝缘电场验证分析

3．3．4 1100kV特高压电抗器高压侧引线电场验证分析

3．3．5 1100kV特高压电抗器中-陛点侧引线电场验证分析

3．4 本章小结

第4章 1100kV特高压并联电抗器绝缘结构工艺和电场试验方案研究

4．1 1100kV特高压并联电抗器器身绝缘模型的工艺方案研究

4．1．1 绕组工艺方案

4．1．2 器身绝缘及引线工艺方案

4．2 1100kV特高压并联电抗器模型电场试验方案研究

4．2．1 1100kV特高压并联电抗器电场主要试验项目

4．2．2 1100kV特高压并联电抗器电场试验结果

4．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢