±800 kV直流输电工程用换流变压器主绝缘结构的研究

确定了±800kV直流输电工程中处于最高端的换流变压器的主绝缘结构,对在交流、直流和极性反转试验电压下其等位线及电场分布情况进行了分析与计算。根据±500kV换流变压器的设计、制造和试验经验,考虑工艺偏差,对±800kV换流变压器产品的交流电场、直流电场和极性反转电场的许用值建议采用保守值,并应高于±500kV换流变压器的绝缘设计裕度,其值最好大于1.3。为开发设计出±800kV换流变压器产品打下了技术基础。     

±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计

±400 kV换流变压器阀侧套管的设计裕度均低于特高压等级换流变压器套管,且±400 kV换流变压器阀侧套管在换流阀厅用量较大,因此有必要针对±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计进行具体分析讨论.分析了±400 kV换流变压器阀侧套管双导电管结构的发热机理,从理论解析角度给出了双导电管结构的设计尺寸,进一步优化设计了套管的芯体绝缘结构,从内、外绝缘配合的角度给出了套管的外绝缘设计方案,并对其整体电场分布情况进行了校核计算:工作电压下其径向电场强度控制在3.11 kV/mm,工频耐压下其轴向电场强度控制在0.51 kV/mm,均满足±400 kV换流变压器阀侧套管设计电场强度控制要求.对研制完成的±400 kV换流变压器阀侧套管进行型式实验,结果表明所研制的套管通过了工频干耐受电压试验并局部放电测量、雷电冲击干耐受电压试验和温升试验等典型型式试验.     

混合电场作用下换流变压器阀侧绕组电场分析

为了计算换流变压器阀侧绕组端部电场分布,建立了油纸复合绝缘结构的电路模型.在分析阀侧绕组励磁电压类型的基础上,利用有限元分析法计算了在交流、直流、交直流叠加和极性反转电压作用下的电场分布,并总结电场分布规律.结果表明,换流变压器阀侧绕组电场分布既有其规律性又有其复杂性,在直流电场作用下的阻性电场分布将导致纸板中的电场集中;而交流电场作用下的容性电场分布将导致变压器油中的电场集中;在极性反转过程中由于空间电荷的存在,油中承担了较高的电压.该分析结果可为换流变压器阀侧绕组端部的绝缘设计提供依据.     

换流变压器阀侧绕组端部瞬态电场分析

为了研究换流变压器阀侧绕组区域的瞬态电场分布规律,即在长时直流电压和极性反转电压作用下的电场分布规律,建立了2个典型的油纸绝缘模型和1个±500kV换流变压器绕组端部简化模型,并利用有限元软件ANSYS对上述模型进行了长时直流电场和极性反转电场分析,主要分析了模型结构、材料属性和试验时间对上述电场分布的影响,得到了直流电场趋于稳态所需时间的影响因素以及极性反转电场的一些特点。最后重点分析了±500kV换流变压器绕组端部的极性反转电场,同时考虑了绝缘纸板的正交各向异性。结果表明,直流电场趋于稳态所需时间的长短与模型结构及绝缘材料的电阻率有关;合理地设置极性反转时间才能保证对变压器油的有效考核。这些结论可为换流变压器绝缘结构的设计及绝缘试验提供参考依据。     

混合电场作用下换流变压器阀侧绕组电场分析

为了计算换流变压器阀侧绕组端部电场分布,建立了油纸复合绝缘结构的电路模型。并在分析阀侧绕组励磁电压类型的基础上,利用有限元分析法计算了在交流、直流、交直流叠加和极性反转电压作用下的电场分布,总结了电场分布规律。结果表明,换流变压器阀侧绕组电场分布既有其规律性又有其复杂性,在直流电场作用下的阻性电场分布将导致纸板中的电场集中;而交流电场作用下的容性电场分布将导致变压器油中的电场集中;在极性反转过程中由于空间电荷的存在,油中承担了较高的电压。该分析结果可为换流变压器阀侧绕组端部的绝缘设计提供依据。     

±660kV换流变压器现场局放及感应耐压试验装置的研制

宁东-山东直流输电示范工程是世界上首次商业化建设运行的±660 kV直流输电工程,换流站主要设备是换流变压器,国内尚无±660 kV换流变压器现场试验装备和经验.±660 kV换流变压器的结构特点,决定了其特殊性,主要是阀侧电压高、套管长,相对于±800/500 kV换流变压器现场试验难度更高,要求试验设备具有较高的试验电压和技术参数.通过对各个电压等级的换流变压器进行分析和计算论证,确定了可满足±660 kV换流变压器试验需要的现场试验装置的结构参数,并使用该装置采用阀侧绕组不对称加压和不对称无功补偿技术,完成现场局部放电及感应耐压试验.结果表明:装置结构先进,性能优良,现场组合灵活,能满足±660 kV换流变压器现场局部放电及感应耐压试验需要.     

±800 kV换流变压器型式试验中发现的若干问题分析

云广±800 kV换流变压器是世界上首次研制成功的±800 kV特高压换流变压器,应加强其运行维护和风险控制。介绍了该换流变压器结构特点,分析在型式试验中(诸如交流外施试验期间的局部放电试验,有载分接开关的温升试验和运行试验)发现的若干问题及其解决方案。提出了具体的运行维护建议和风险控制措施。     

浅谈±800kV换流变压器的研制

1 引言 当前,世界上最高电压等级的直流输电电压为±800 kV,对于±800 kV的直流输电系统,最高端的换流变压器阀侧对地直流电压都是±800 kV,其结构最复杂,设计和制造也是最困难的.笔者针对此种换流变压器进行了如下详细研究.     

特高压换流变压器阀侧出线装置直流电场计算与分析

换流变压器的阀侧出线装置是换流变压器内部最复杂,同时也是最重要的绝缘结构之一。在运行时,它不仅要耐受交流电压,而且也要耐受直流电压。在直流稳态下,阀侧出线装置的电场分布取决于材料的电阻率。变压器油和绝缘纸板的电阻率与电场强度有关,表现为非线性;绝缘纸板在层压及垂直层压方向的电阻率有很大的不同,表现为各向异性。笔者对换流变压器的阀侧出线装置的非线性、各向异性直流电场进行计算,并将计算结果与线性、各向同性模型及线性、各向异性模型的结果进行对比。对比结果表明:在对换流变压器阀侧出线装置的直流电场进行分析、校核时需要同时考虑油纸绝缘的非线性及各向异性。     

特高压换流变压器空间电荷分布的计算分析

计算并分析了±800kV换流变压器器身绝缘内空间电荷的分布。