计及温度-电场强度非线性的换流变压器瞬态电场影响分析

作     者：杨帆 池骋 刘刚 成立 欧书成 Yang Fan;Chi Cheng;Liu Gang;Cheng Li;Ou Shucheng

作者机构：输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学电气工程学院)重庆400044 华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 内蒙古电力(集团)有限责任公司包头供电局包头014000 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2020年第35卷第23期

页      面：4971-4979页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFB0902703) 

主　　题：非线性 极性反转 三电极 换流变压器 瞬态电场 

摘      要：换流变压器在运行过程中承受高电压,内部绝缘系统的温度高、电场强度大,耦合现象明显,而传统绝缘设计手段并未考虑非线性绝缘特性。首先该文搭建三电极实验平台,分析绝缘油及油浸纸板在不同温度、电场强度下的耦合现象。实验结果表明绝缘材料的导电性能受温度、电场强度的影响较大,其中绝缘油以2kV/mm为拐点,电导率呈先下降再上升的U型非线性曲线。其次,该文建立了含绝缘层、角环、垫块等完整的换流变压器耦合计算模型,分析了绝缘系统受温度-电场强度影响下的瞬态电场。结果表明:换流变压器内部温度变化较大,最大温升达68.7K,并且温度集中的区域紧邻电场强度较大的端部,因此耦合现象不容忽视。最后,对比极性反转过程中的瞬态电场,相比传统认为的指数型变化,考虑U型电场强度非线性下的油浸纸板最大电场强度增加1.7kV/mm;考虑温度-电场强度非线性时,不仅绝缘状态发生改变且油浸纸板弛豫时间降低。