油浸式绝缘系统放电故障下气-液两相特征气体变化规律研究

油浸式系统中快速发展的放电故障具有产气量大、产气速率快等特点,以致于产生的特征气体来不及在油中溶解,绝大多数特征气体逸散至油面上进入瓦斯继电器,导致可用于变压器诊断及预警的大量有效气体无法及时达到溶解平衡,使得目前电力行业常用的油中溶解气体分析方法无法准确诊断故障。基于此,本文搭建油浸式绝缘系统快速发展放电故障下的油面气体产气规律研究试验平台,获取了油浸式绝缘系统在快速发展放电故障下的油面特征气体信息。结果表明:故障发生后的短时间内液相中特征气体浓度不会明显增加,而此时气相中存在大量特征气体;当系统中存在高能放电时,CO、CO_(2)、CH_(4)、H_(2)会在油面上大量汇集,这4种气体可作为高能放电故障表征依据;在此基础上,发生火花放电时,C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)也会在油面上汇集,可作为火花放电诊断辅助依据。

某大型永磁直驱风力发电机低挥发份型绝缘系统开发及评估

传统的风力发电机绝缘系统在真空压力浸渍工序中,会产生较多的挥发物排放,极大地污染了环境,亟需开发一款生产过程中低挥发份的绝缘系统,在满足风电高可靠性要求的前提下,解决空气污染问题。本文通过对风力发电机组全运行工况和设计边界的分析,对应力因子进行了全范围筛选和调研。从TEAM四种类型的应力中确定了关键影响因子和劣化参数水平,其中应力关键影响因子是热机械应力和潮湿应力。然后,构思与设计了模拟试验规程,将新开发的绝缘系统与已经运行超过10年的基准绝缘系统进行平行对照试验,将对照结果作为横向判定依据,同时设定最低绝对值指标作为纵向性能标准。在低挥发绝缘系统的局部模型经历了12周期冷热冲击及浸水试验后,对其电气性能和工艺匹配性进行评估,得出该绝缘系统可耐受热机械应力和潮湿应力的结论,且发现在该应力和热态环境下的电气绝缘性能等同甚至优于基准绝缘结构。

变压器质量控制:铁心、绕组、绝缘系统及油箱设计优化

变压器是电力系统中不可或缺的设备,其质量直接影响电力系统的稳定性和效率。本文旨在探讨确保变压器质量的关键因素,包括铁心、绕组、绝缘系统和油箱的设计与制造优化。通过分析这些组件在变压器中的作用、常见结构和优化方法,为提升变压器质量提供全面指导。本文详细阐述铁心结构选择、绕组线圈型式、绝缘系统性能优化和油箱结构形式对变压器质量的影响,并讨论设计和制造过程中的注意事项,为变压器行业提供参考。

双馈风力发电机绝缘系统性能评估解析

以双馈风力发电机为分析对象,主要研究双馈风力发电机的绝缘系统性能评估,经过绝缘系统性能评估后,能满足双馈风力发电机的服务作用,推动风力发电作用的提升,满足清洁能源的合理利用。在具体工作中,对实际运行环境的测试展开分析,再对绝缘性能的测试进行阐述,最后对实机测试与实验测试等效性分析实现研究,保证双馈风力发电机的绝缘系统能保持性能良好,满足风力发电企业的健康发展。

高压电机定子总成绝缘系统热老化及局部放电研究

新能源汽车为解决高性能、极速快充等问题,高压化成为解决市场痛点的关键技术措施之一。文章针对高压电机定子总成绝缘系统的局部放电计算方法以及安全系数范围展开深入研究,并对高压电机定子总成在不同温度下的快速热老化进行试验,且在试验后对其电气性能进行对比分析,为纯电动汽车高压电机绝缘系统的开发与选型设计提供重要参考。

变频电机绝缘系统局部放电检测柔性传感器设计

在利用特高频(ultra high frequency,UHF)传感器对电机绝缘系统进行局部放电起始放电电压(partial discharge inception voltage,PDIV)测试时,现有的UHF传感器多为体积较大的刚性基底天线,测试位置的限制性较大。设计了一款可贴附在电机定子的柔性窄带天线,通过灵活改变测试位置实现更为准确的电机定子绝缘系统PDIV测试。设计天线总厚度为0.16 mm,尺寸为90 mm×100 mm。通过仿真与实测分析发现,天线弯曲曲率半径从1.5916 mm到11 cm变化时,谐振频点右移,其实际工作频带至少在0.7~1.2 GHz之间。搭建电机定子绝缘局部放电(partial discharge,PD)检测平台进行天线性能分析,实验表明相较于外置型阿基米德螺旋天线(Archimedean spiral antenna,ASA),内置柔性天线灵敏度较高,近场接收到的PDIV信号幅值至少为外置天线的100倍,PD频域分布在0.2~1.1 GHz之间。实验发现,柔性天线不同贴附位置检测灵敏度由高到低排序依次为:电机端部,内壁,外壁;将柔性天线贴附于电机外壁,可以在避免破坏电机结构的同时检测到电机离线实验或在线运行时绝缘产生的PD信号。

海上直驱风力发电机绝缘系统的环境适应性研究

为了评估海上风力发电机绝缘系统的环境适应性,对绝缘树脂以及模拟绕组开展多因子循环试验,包含高低温试验、湿热试验、盐雾试验和振动试验,并对试验前后漆片和模拟绕组的电性能变化进行表征和分析。结果表明:老化试验后,环氧改性不饱和聚酯浸渍树脂性能未发生显著劣化,模拟绕组的常规绝缘性能仅有小幅度衰减,其剩余击穿电压几乎未发生衰减,关键材料以及模拟绕组均表现出良好的耐海上环境特性。海上直驱风力发电机绝缘系统在经历长时间的海上多因子循环老化试验后,依然保留着稳定优异的介电性能,可满足海上环境的使用要求。

混合绝缘系统油浸式配电变压器过载能力分析及结构优化

随着电网安全可靠性要求的不断提高,油浸式配电变压器过载性能亟待提升。在对混合绝缘系统和常规绝缘系统油浸式配电变压器的耐热等级和温升限值进行分析的基础上,采用热点温度模型评估不同绝缘系统油浸式配变的过载能力,给出了混合绝缘系统油浸式配变的结构调整建议,并进行了成本对比。结果表明,采用耐高温的DPE绝缘纸取代普通纤维素纸,可将油浸式配电变压器过载能力由1.34倍提升至1.53倍,相应成本只增加1.1倍,具有很强的实用性和经济性。

气体绝缘系统中典型缺陷的超宽频带放电信号的分形分析

要提高气体绝缘系统(GIS)放电在线监测与诊断的准确性,需要研究其典型缺陷的超宽频带放电特征。但GIS中放电频率高、频带宽,基于IEC60270标准的常规低频局部放电统计分析方法难以对放电特征进行分析。文中提出应用基于小波提取技术的放电信号的分形分析方法,对GIS中典型缺陷放电的各频段信号进行分维数计算,用分维数来量化分析GIS中超宽频带局部放电的频谱特性,发现了 GIS中不同金属性表面缺陷的超宽频带放电分形特征的明显差异,对进一步将超宽频带放电检测技术用于GIS局部放电在线监测具有重要意义。

温度对变压器油纸绝缘系统回复电压参数影响规律的研究

回复电压法可以方便地对变压器的绝缘状态进行现场诊断。绝缘系统温度对回复电压参数测量结果具有较大的影响。为了掌握绝缘系统不同温度下回复电压参数的变化规律,对绝缘系统不同温度下的回复电压参数数据进行比较和分析。通过对由25号变压器油和普通纤维素绝缘纸组成的绝缘系统在不同温度下的回复电压测试,研究了回复电压参数在绝缘系统不同温度下的变化规律。结果表明:回复电压最大值和初始斜率随绝缘系统温度升高呈指数规律增加,而中心时间常数随绝缘系统温度升高呈指数规律下降;绝缘系统温度较低时,测量数据的误差较小。

气体绝缘系统电极表面覆膜时金属导电微粒带电原因分析

在施加直流或交流电压的表面覆涂绝缘介质的楔形电极结构条件下 ,讨论了SF6 中自由金属导电微粒在电场梯度力存在时的运动特性 .通过实验测得的自由导电微粒运动起始时的电压 ,计算得到微粒所带电荷量 ,该结果与采用法拉第筒测得的结果吻合 ,即当电极表面覆以 10 0 μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜时 ,微粒带电量约为未覆膜时的 30 %～ 6 0 % .通过对微粒与介质间局部放电导致发光现象的实验观测研究 ,表明表面覆涂绝缘介质的非平行平板电极间自由金属导电微粒的带电机理在直流电压下为电导电流或薄膜表面极化带电 。

5MW海上风力发电机绝缘系统的海洋环境模拟试验研究

笔者为了研究在海洋环境下风力发电机绝缘系统的状况,调查了海上风力发电机运行的环境气候条件,制作了模拟5 MW/3 kV级定子绕组绝缘系统的试样,在实验室进行了温度变化、恒定湿热和持续盐雾的加速海洋环境模拟试验,并测量了包括介质损耗因数和绝缘电阻等非破坏性特征参量以及击穿电压,评估了该绝缘系统对海洋环境的耐受性。试验表明,尽管在环境试验过程中线圈绝缘与铁心之间产生了微裂缝,盐水或湿气已渗入到铁心内表面,但由于半导电材料的屏蔽作用,试样的绝缘系统具有优良的耐海洋环境性。

1.5MW直驱式风力发电机绝缘系统的研究

分析了风力发电机的运行环境对绝缘系统及其材料的特殊要求,开展了1.5 MW直驱式风力发电机绝缘系统及其材料的研究,研制了适合1.5 MW直驱式风力发电机定子绝缘系统要求的聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂。对不同浸渍树脂和电磁线组成的风力发电机绝缘系统进行了模拟线棒性能试验,探讨了绝缘系统的耐盐雾性、耐高低温湿热交替性能、介质损耗因数及击穿电压等性能。试验结果表明,由聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂、聚酯薄膜粉云母带与聚酰亚胺薄膜熔融绕包电磁线组成的风力发电机绝缘系统具有较低的介质损耗因数、良好的耐盐雾性和高低温绝缘性能,是目前风力发电机绝缘系统性能最优异的绝缘系统之一。

海上风力发电机绝缘系统的耐海洋气候性试验研究

为研究风力发电机绝缘系统的耐海上环境气候性,制备了风力发电机绝缘系统模拟试样,并对其进行冷热循环、恒定湿热和持续盐雾的环境耐受试验,分周期测量介质损耗因数和绝缘电阻等非破坏性介电特性参量以及剩余击穿电压,并对绝缘材料的宏观和微观结构进行剖析。结果表明:经加速环境耐受试验后,线圈绝缘与铁心的界面产生了微裂缝或剥离,绝缘的介电性能虽有下降但仍然处于正常的指标范围内,表现出良好的耐候性。

电力变压器绝缘系统的色谱诊断法

综述了电力变压器绝缘状况综合评估诊断的方法及应用,以及电力变压器用液体绝缘介质-绝缘油的气相色谱分析法,利用特征气体及三比值、TD图来判断复杂电气设备的绝缘状况方法。介绍了电力系统用固体绝缘介质-绝缘纸的液相色谱分析法,利用高效液相色谱分析判断油中溶解的糠醛含量可以间接反映绝缘纸的老化程度。结果表明,利用气-液相色谱法能够准确判断电力变压器的工作状况。

均匀高温绝缘系统油浸式配电变压器结构优化设计

随着电力系统安全可靠性和经济环保性要求的不断提高,亟需更换绝缘材料以提升油浸式配电变压器性能。基于传热学经典理论、油浸式电力变压器负载导则和采用高温绝缘材料的液浸式变压器设计和应用导则,针对采用新型绝缘材料的均匀高温绝缘系统油浸式配电变压器进行研究。根据新型绝缘材料与常规绝缘材料的性能差异,利用热对流经典理论对比均匀高温绝缘系统配变和常规绝缘系统配变的散热能力;依据导则确定不同绝缘系统油浸式配变的过载温度限值,改进得到适用于均匀高温绝缘系统配变的热点温度计算模型,对比均匀高温绝缘系统配变和常规绝缘系统配变在长期急救负载下的允许过载倍数,以获得二者的耐热能力差异;基于性能对比,提出均匀高温绝缘系统配变的结构优化设计方案,并计算由此带来的制造成本改变。结果显示均匀高温绝缘系统配变的散热能力约为常规绝缘系统配变的80.2%,但耐热能力可达到常规绝缘系统配变的119%。结论表明:可缩小均匀高温绝缘系统配变的绕组导线线径、铁心体积、箱体体积、减少绝缘材料用量,同时加宽其绕组油道和进、出口油径、增加散热器数量,即在更换常规绝缘系统油浸式配变绝缘材料的同时对其结构进行优化调整,可在总成本提高约34%的情况下将油浸式配变的耐温限值由140℃提升至170℃。

采用线型因子的油纸绝缘系统老化状态评估

针对现有的时域介质响应方法无法直观诊断变压器绝缘油和绝缘纸的老化状态,现从微观动力学的角度分析线型因子与绝缘油、绝缘纸老化的内在联系。提出的时域微分解析法将隐含在去极化电流曲线中的不同介质极化过程逐一分解,不但可求得线型因子,而且能直观地判断极化支路数。通过对变压器测试曲线的解析结果表明:极化支路数会随着绝缘状态发生改变,当油纸绝缘老化程度加剧时,极化支路数将增加;当绝缘质量提高时,极化支路数将减少。此外,油和纸绝缘介质分别发生劣化时,相对应的线型因子将会增大;随着绝缘状态的提高,相应的线型因子将减小。

变压器油纸绝缘系统低频介电参数方程

油纸绝缘系统频域介电谱的低频部分更有利于诊断、评估绝缘系统的老化状态与水分含量,为了将频域介电响应法更好地应用到工程中,针对变压器油纸绝缘系统低频激励下的介电响应进行了研究。首先分析了绝缘电介质(油隙、油浸纸)在低频激励下的电极极化过程,进而提出以电导率、离子迁移率等为参量的绝缘电介质的介电参数方程;然后基于变压器油纸绝缘系统的XY几何等效模型,构建变压器油纸绝缘系统低频介电参数方程;最后通过试验对所构建的介电参数方程进行验证。研究结果表明:油纸绝缘系统介电参数计算值与试验值相符合,建立的介电参数方程能够有效地表征变压器油纸绝缘系统频域介电响应低频部分的介电参数。

海洋大气中的风力发电机绝缘系统耐候性试验研究

从盐雾腐蚀的特点及机理入手,重点介绍风力发电机绝缘系统防护涂料的筛选试验和绝缘结构耐候性试验情况。结果表明:合理的防护选材和结构设计是确保海上风力发电机绝缘系统长期安全可靠运行的关键。

托卡马克HT-7U低温超导磁体的绝缘系统

主要介绍低温超导托卡马克HT-7U中磁体的绝缘结构,绝缘材料的特性,绝缘结构形成的工艺,绝缘层的电性能和力学性能等。