干式空心电抗器匝间绝缘局部放电特性的研究

摘要

干式空心电抗器对于改善电能质量、提高电力系统稳定性具有重要的作用，被广泛应用到电网中。电抗器在长期运行中受到热老化、投切电动力、操作过电压和环境条件等因素的影响，匝间绝缘性能逐渐劣化，从而导致匝间绝缘击穿。如何判断匝间绝缘的老化程度显得尤为重要，而局部放电作为一种有效的绝缘评估手段已经得到广泛应用。因此，对干式空心电抗器匝间绝缘局部放电特性进行研究具有重要意义。
　　本文参照35kV干式空心电抗器制造工艺，制作了模拟匝间绝缘结构的试验模型。建立了局部放电检测试验平台，通过脉冲电流法对试样进行局部放电检测试验。采用阶梯升压方式对试样进行加压，分析了在阶梯电压下匝间绝缘局部放电特征参量的发展规律。建立了热老化试验平台和过电压累积作用试验平台并制定了试验方案，模拟了绝缘开裂情况，分析了在多种因素下匝间绝缘局部放电特征参量的发展规律。结果表明:在阶梯电压下干式空心电抗器匝间绝缘局部放电的脉冲最大放电量、脉冲平均放电量和脉冲放电功率随外加电压的升高呈近似指数型增长趋势，脉冲重复频率表现为波动式变化，出现局部极值。二维图谱中放电信号的分布出现明显的相位区域，随外加电压的升高，相位宽度增加，向电压过零点的方向发展。单一的热老化对匝间绝缘的局部放电特征参量几乎没有影响。过电压累积作用对匝间绝缘产生严重的损伤，随着累积时间的增加，起始放电电压有明显的下降趋势，脉冲最大放电量和脉冲放电功率均呈上升趋势，脉冲重复频率产生波动式变化。绝缘开裂会对匝间绝缘造成严重破坏，最终导致匝间绝缘击穿。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 干式空心电抗器的简介

1．1．2 干式空心电抗器损坏的原因

1．1．3 研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 匝间绝缘材料的研究现状

1．2．2 千式空心电抗器绝缘结构的研究现状

1．2．3 局部放电表征绝缘老化的研究现状

1．2．4 局部放电的基本理论

1．3 本文主要研究内容

第2章 试验平台及研究方案

2．1 局部放电试验平台

2．1．1 工频升压系统

2．1．2 局部放电测量系统

2．2 试验模型制作

2．2．1 匝间绝缘结构制作

2．2．2 固化方式

2．2．3 试验电极制作

2．3 热老化试验平台

2．3．1 试验原理

2．3．2 试验方案

2．4 过电压累积作用试验平台

2．4．1 试验原理

2．4．2 试验装置搭建

2．4．3 试验方案

2．5 匝间绝缘开裂的处理方式

2．6 本章小结

第3章 阶梯电压下匝间绝缘局部放电发展规律

3．1 基本特征参量发展规律

3．1．1 脉冲最大放电量

3．1．2 脉冲平均放电量

3．1．3 脉冲重复频率

3．1．4 脉冲放电功率

3．2 二维图谱发展规律

3．2．1 Hqmax(φ)图谱

3．2．2 Hqn(φ))图谱

3．2．3 Hn(φ)图谱

3．3 放电灰度图发展规律

3．3．1 放电幅值灰度图

3．3．2 放电能量灰度图

3．4 本章小结

第4章 多种因素作用下匝间绝缘局部放电发展规律

4．1 热老化匝间绝缘的局部放电特性

4．2 过电压累积作用下匝间绝缘的局部放电特性

4．3 匝间绝缘开裂时的局部放电特性

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢