含水率对换流变压器油流带电特性影响的研究

摘要

换流变压器是高压直流输电系统中的必不可少的主设备，起到实现换流器与交流母线连接的功能，其可靠运行对于高压直流输电工程是至关重要的。与普通电力变压器相比，换流变压器除了要承受交流电压，还要承受直流及交直流叠加电压的作用，因此换流变压器内部的油流带电现象与普通电力变压器相比更为复杂。含水率是影响换流变压器安全运行的重要因素，为研究得到含水率对换流变压器内部油流带电的影响规律，本文主要开展了以下工作。
　　本研究在实验室内搭建与完善了油纸绝缘油流带电试验装置，并采用典型平板油纸绝缘结构分别进行了不同含水率时，油纸绝缘在无外施电场和外施直流、交流及交直流叠加等电压下的油流带电试验，建立了油流带电的理论模型，分析了不同电压类型下含水率对油流带电的影响特性及不同含水率下外施电压幅值、温度及油流速度对油流带电的影响特性，并推导出相关的计算表达式。结果表明：无外施电压时，冲流电流随含水率的增大呈减小趋势;在不同含水率下冲流电流随温度及油流速度的增加呈增大趋势。含水率对外施直流及交直流叠加电压作用下的冲流电流有着显著的影响:在低温和低外施电压下冲流电流随含水率的增加呈先增大后减小趋势，而在高温或高外施电压下冲流电流随含水率的增加呈减小趋势;在低含水率时，冲流电流随外施电压幅值、油流速度及温度的增加呈增大趋势;在高含水率时，冲流电流随外施电压幅值、温度的增加呈先增大后减小的趋势，且当外施电压幅值达到一定程度时冲流电流随油流速度呈减小趋势。外施交流电压时，冲流电流均随含水率的增加呈减小趋势，不同含水率下冲流电流均随外施电压幅值及油流速度的增加呈增大的趋势。对比研究结果表明所建立的油流带电理论模型可较好的解释试验现象。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 油流带电国内外研究现状

1．3 油流带电形成机理

1．4 本文的研究内容

第2章 试验装置及测量手段

2．1 油流带电试验装置

2．1．1 缓冲容器功能

2．1．2 流量计的选择

2．1．3 松弛箱功能

2．1．4 油流带电箱

2．1．5 冲流电流测量箱

2．1．6 温度控制器

2．2 交直流叠加电压设备

2．3 试验流程及参数测量方法

2．3．1 试验流程

2．3．2 变压器油含水量的测量

2．3．3 绝缘纸板含水率的测量

2．4 本章小结

第3章 无外施电场下含水率对油流带电的影响特性

3．1 无外施电压时含水率对油流带电影响

3．1．1 含水率对油流带电的影响

3．1．2 不同含水率下温度对油流带电的影响

3．2 油纸交界面双电层模型

3．3 无外施电压时油纸绝缘油流带电特性分析

3．4 本章小结

第4章 复合电压下含水率对油流带电的影响特性

4．1 直流电压下含水率对油流带电的影响特性

4．1．1 含水率对油流带电的影响

4．1．2 不同含水率下外施电压幅值对油流带电的影响

4．1．3 不同含水率下温度对油流带电的影响

4．1．4 直流电压下油纸绝缘油流带电特性分析

4．2 交流电压作用下的油流带电特性

4．2．1 含水率对油流带电的影响

4．2．2 不同含水率下电压幅值对冲流电流的影响

4．2．3 交流电压作用下油流带电过程分析

4．3 叠加电压下的油流带电特性

4．3．1 含水率对油流带电的影响

4．3．2 不同含水率下电压幅值对油流带电的影响

4．3．3 不同含水率下温度对油流带电的影响

4．3．4 交直流叠加电压下油流带电过程分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢