水分对油浸绝缘纸短时失效特性的影响研究

对四种不同水分含量油浸绝缘纸进行了短时击穿试验,并采用双参数Weibull分布分析了水分含量对油浸绝缘纸短时失效规律的影响,给出了相关结论。

水分对换流变压器油纸绝缘电气强度与机械强度的影响

为分析换流变压器内部油纸绝缘含水量的变化规律,搭建了油纸绝缘电气强度与力学性能测试平台,研究了不同水分含量下油纸绝缘材料的电气性能与力学性能的变化情况,分析了不同水分含量与电压类型作用下油纸绝缘击穿特性的变化规律,并通过分子模拟仿真的方式分析了水分增加引起油纸绝缘内部氢键的变化差异,得到了水分导致油纸绝缘力学性能变化的机理。结果表明:随着油纸绝缘中水分含量的增加,直流电压下的击穿电压降幅更加明显,同时也会导致机械强度的降低。

倒置式油浸电流互感器受潮过程微水含量动态推演方法

为在可测特征量的基础上研究受潮过程中电流互感器内部微水的分布及扩散规律,该文提出了一种受潮过程中电流互感器内部微水含量动态推演方法。首先,建立了220k V倒置式油浸电流互感器电-热-流多物理场耦合三维仿真模型,利用有限元分析和多物理场耦合分析等方法,得到了受潮过程中电流互感器内部温度场以及微水含量分布规律;然后,通过分析环境温度对微水扩散的影响,建立了电流互感器内部油纸绝缘中微水含量与取油阀处绝缘油微水含量间的关联关系,并在此基础上,建立了基于回归决策树算法的倒置式油浸电流互感器内绝缘微水含量动态推演模型;最后,搭建了LVB-220W3倒置式油浸电流互感器实验平台,来验证仿真及动态推演模型的有效性。研究结果表明:本文提出的电流互感器内绝缘微水含量动态推演模型计算结果与实验结果的最大偏差为2.51%,可为油纸绝缘设备运维和检测提供一种新的思路。

倒置式油浸电流互感器气体扩散分布规律研究

充油设备如倒置式油浸电流互感器等在运行过程中,因受到电场、磁场等作用下,绝缘油会发生氧化、裂解及碳化,使得某些碳氢键和碳碳键断裂,通过复杂的化学反应重新化合生成一氧化碳、二氧化碳、氢气等气体。由于在研究倒置式油浸电流互感器时,头部因故障产生的气体只能通过在互感器底部取油阀取油样进行色谱分析检测,因此为研究绝缘油中气体从产生到稳定的扩散分布规律,文中通过COMSOL仿真平台,以及有限元分析方法和多物理场耦合分析方法等进行65 kV倒置式油浸电流互感器模型建立研究气体扩散分布规律,并通过搭建实物模型进行实验验证。实验及仿真结果相互验证,得到了绝缘油中气体的扩散分布规律,建立了电流互感器气体扩散分布计算模型,为相关设备的检修提供了新的思路。

油中碳颗粒对交直流复合电压下绝缘油击穿特性的影响

通过搭建交直流复合加压实验平台,测试了不同碳颗粒浓度、粒径与电压类型(交流、直流与交直流复合电压)下绝缘油击穿电压的变化情况,分析了绝缘油中碳颗粒以及外施电压类型对绝缘油击穿特性的影响规律。结果表明:含碳颗粒绝缘油的击穿电压近似符合Weibull分布;外施电压类型对绝缘油击穿电压影响明显,绝缘油击穿电压按交流电压、交直流复合电压、直流电压顺序逐渐降低;随着绝缘油中碳颗粒浓度与粒径的增加,绝缘油的击穿电压逐渐降低;分析表明碳颗粒在绝缘油中形成碳颗粒小桥是影响绝缘油击穿电压变化的关键因素。

金属颗粒对绝缘油流注发展特性的影响研究

变压器在制造、运行和维修等过程中,其内部绝缘油难免会引入金属颗粒,为探究金属颗粒对油纸绝缘性能的影响,文中搭建并调试了油纸绝缘雷电冲击放电试验平台等,开展了金属颗粒对绝缘油流注发展特性影响试验研究,研究了不同浓度金属颗粒对绝缘油流注起始电压与发展过程中形态的影响,并通过COMSOL仿真平台进行验证。结果表明,金属颗粒会促进油中流注的起始与发展过程,流注停止长度和发展速度与颗粒浓度呈正相关,而绝缘油流注起始电压与击穿电压与颗粒浓度呈负相关,金属颗粒的引入会使得流注形态更加发散。分析认为油中金属颗粒与流注的相互作用是降低流注起始电压,加速流注发展,进而降低绝缘油击穿电压的主要原因。

纳米SiO2增强脲醛树脂机械性能的分子模拟研究

介电材料广泛应用于现代电网,但容易出现开裂现象,引起局部放电、电树枝等危害。将芯材为双环戊二烯,壁材为脲醛树脂(PUF)的自修复微胶囊掺杂进介电材料,可实现材料的自修复。但PUF微胶囊硬度不足,其机械性能需要增强。文中采用分子模拟方法建立3组模型,每组分别包括一个纯PUF模型和一个掺杂纳米SiO2的PUF模型,经过计算后分析其密度、自由体积分数、机械性能,建立PUF/SiO2界面相互作用模型以挖掘其内部机理。结果发现,掺杂纳米SiO2有利于增大PUF材料的密度,减小自由体积分数、增强其机械性能。原因是PUF链上的极性原子和纳米SiO2表面的羟基、O原子之间存在氢键相互作用。文中采用分子模拟技术揭示了纳米SiO2增强PUF机械性能的内部机理。

倒置式油浸电流互感器内部温度场分布及内部压力影响特性研究

电流互感器在电力系统中将一次系统中的大电流转换为供二次测量计量保护用的小电流,对电力系统的稳定运行及故障电流测量具有不可或缺的作用。在线运行过程中,由于局部放电、发热故障等原因造成了互感器内部油中气体异常增长,导致内部压力急剧增大,易造成绝缘损坏进而发生爆炸等事故。为研究互感器内部温度场分布及压力变化影响因素,及时发现内部压力剧增故障,通过ANSYS软件仿真建立了220 kV倒置式油浸电流互感器模型,利用有限元分析方法得到了倒置式油浸电流互感器内部温度场分布规律,并通过建立倒置式油浸电流互感器试验平台,验证了仿真的有效性,同时设计了基于MD-TPR互感器的压力在线监测系统,得到了互感器内部压力影响特性。