油纸绝缘内部合成电场数值模拟方法

油纸绝缘作为换流变压器的主绝缘介质,其内部电场的分布受外加电压以及空间电荷的影响,而传统的数值方法无法准确计算空间电荷的影响。提出一种基于电极肖特基发射理论和瞬态上流元法(TUFEM)求解载流子输运方程的方法,计算了考虑注入势垒、载流子迁移率、陷阱捕获系数以及载流子复合系数等参数影响下的单层油纸绝缘介质内部空间电荷运动分布特性。与试验结果对比表明瞬态上流元法的有效性。研究典型油纸绝缘介质结构内部合成电场强度畸变程度随温度梯度变化的特性。同时,计算得到极性反转电压下不同时刻的电荷运动和电场分布规律。该方法可推广在(特)高压直流换流变压器内绝缘电场计算和优化设计。

采用瞬态上流元法的油纸绝缘瞬态电场研究

作为换流变压器的主要绝缘材料,油纸复合材料的绝缘特性受内部空间电荷的影响.在极性反转电压下,介质内部积聚电荷产生附加场强,可能使局部电场明显增强,从而更易引起绝缘击穿.基于瞬态上流有限元数值方法,引入界面势垒模型,计算极性反转条件下单层油浸纸、油浸纸-油双层绝缘结构内部空间电荷的运动特性以及瞬态电场随时间的变化规律,并与试验得到的规律进行对比验证.仿真结果表明:在直流电压下,介质内部积聚的电荷无法快速消散,将对反转瞬间的电场产生叠加作用,引起电极附近场强最大程度畸变.双层介质的界面阻碍效应产生的界面积聚电荷,导致在极性反转瞬间油中电场瞬时增大.研究结果可为换流变压器油纸绝缘特性和击穿场强研究提供参考.

极性反转条件下弯曲油纸绝缘结构电场特性研究

本文中作者采用瞬态上流有限元法计算绝缘中的空间电荷分布,将该方法应用于变压器中常见的弯曲结构,得到了极性反转电压下的电荷运动和电场分布特性,并研究了不同反转时间对极性反转特性的影响。