超高压电力变压器高压引线及套管电场分析

作     者：肖朋 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾林锁

授予年度：2010年

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

主      题：电力变压器 高压引线 高压套管 电场 有限元 

摘      要：实践证明,变压器的故障主要出现在绝缘上,提高变压器的绝缘能力,进行绝缘的合理分析,就成为变压器设计的首要任务。而高压引线是电力变压器中的关键部件之一,高压引线绝缘对于变压器的主绝缘也是至关重要的,为了确定绝缘结构,就必须知道引线电场的分布。高压套管是大型变压器高压引线绝缘的核心组件,其内在质量和性能对变压器配套试验及用户可靠运行具有重要的意义。 本文在分析超高压电力变压器高压引线结构的基础上,建立了六种电场分析模型:二维和三维330kV变压器引线模型、二维和三维500kV变压器引线模型、二维和三维750kV变压器引线模型。采用ANSYS有限元软件对六个电场模型进行了有限元建模,并完成了有限元计算,得出相应的高压引线的电场强度分布和分析结果。并且还研究了高压引线的绝缘设计及制造工艺缺陷对引线电场的影响,提出可以增大引线绝缘厚度、增大引线半径或增大引线到油箱的距离来降低引线周围的电场强度,还要尽量避免引线和绝缘中出现小的缺陷。最后以500kV变压器为例,提出了5种改进高压引线绝缘的方法,收到很好的效果。 本文还分析了不同高压套管的绝缘结构,在此基础上,建立了三种电场分析模型:变压器油纸电容式套管模型、超高压复合绝缘充气套管模型、穿墙式套管模型。仍然采用ANSYS有限元软件对上述的模型进行了有限元的计算,得到了电场强度的最大值及其出现的位置,分析了原因,并且采取了相应的措施减小了最大场强。还通过对计算结果的分析得出了一些具有实用意义的结论,可为工程设计提供有益的借鉴。