空心电抗器绝缘电热联合老化试验方法研究

摘要

干式空心电抗器已经在电力系统普遍使用。随着投运数量与运行年限的增加，近年来干式空心电抗器经常发生着火燃烧事故，给电力系统带来了较大的经济损失。多数故障是匝间绝缘击穿引起的，由于影响因素众多，判定击穿原因困难。
　　基于等电流密度方法，本文设计并制作了干式空心电抗器样品，实际测量了样品各绕组电流，验证了设计方法的正确性。讨论了绝缘热老化机理，得到了电抗器匝间绝缘材料老化寿命表达式并确定了老化试验温度。设计并制作了基于自身发热实现绝缘老化的试验设备，对干式空心电抗器温度分布特性进行了试验研究，对多台样品进行了绝缘老化。研究了干式空心电抗器匝间绝缘检测方法，搭建了匝间绝缘电压试验设备，实现了对样品匝间绝缘耐压试验。
　　试验结果表明，干式空心电抗器各包封高度方向温度分布明显不均匀，各包封最热点所处的位置也有差异，最热点温度与通电电流满足二次幂函数关系。由于温度分布不均匀，匝间绝缘老化程度差别较大，在试验所施加的电压范围没有发现匝间绝缘击穿电压下降，但是老化使绝缘机械特性明显下降。因此可以认为，老化对电抗器匝间绝缘损伤比较严重，但单纯的热老化不能导致干式空心电抗器匝间绝缘击穿。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 干式空心电抗器概述

1．2 课题研究的目的和意义

1．3 电抗器匝间绝缘击穿特性研究现状

1．3．1 绝缘材料样品热、电性能方面的研究

1．3．2 电抗器实体匝间绝缘性能方面的研究

1．4 电抗器匝间绝缘击穿故障原因

1．5 本课题主要研究内容

第2章 电抗器样品设计

2．1 电抗器样品设计方法

2．1．1 建立电压平衡方程

2．1．2 Neumann解析法求解自感及互感

2．1．3 温升计算

2．1．4 选取导线

2．1．5 参数确定

2．2 样品制作

2．3 小结

第3章 老化试验方法与平台

3．1 老化试验原理

3．1．1 绝缘材料耐热等级

3．1．2 老化寿命公式

3．1．3 确定老化时间

3．2 老化试验平台

3．2．1 老化试验电路设计

3．2．2 老化试验平台组建

3．3 小结

第4章 电抗器匝间绝缘试验方法与设备

4．1 电抗器匝间绝缘检测方法

4．1．1 基于脉冲电压法的匝间绝缘检测

4．1．2 故障判别方法

4．1．3 脉冲电压法电路仿真

4．2 匝间绝缘试验设备组建

4．3 小结

第5章 电抗器老化试验

5．1 电抗器表面温度分布特性

5．1．1 试验过程

5．1．2 温度分布测量结果

5．1．3 温度分布特性讨论

5．2 老化对匝间绝缘的影响

5．2．1 老化试验结果

5．2．2 老化对电抗器匝间绝缘特性影响分析

5．3 小结

结论

参考文献

致谢