高压全膜电力电容器热学数值模拟及实验研究

在设计高压电容器单元时,为了防止温度过高而引起薄膜电容鼓胀、击穿乃至爆炸等危险情况,有必要对其温升进行计算和校核。针对变电站补偿无功所使用的高压全膜电容器组,根据其几何结构与材料参数,设计一种包括热仿真边界条件的热学仿真模型,使用基于有限元方法的瞬态热仿真软件模块进行求解,得到电容器在热稳定状态下的整体温度云图;同时根据仿真结果,进一步分析3台电力电容器共同工作时的温度场分布;最后通过实验验证,研究对比电容器在额定工况下的内外部温度云图。仿真结果表明:电容器外部温度由头部至尾部呈上升后逐渐下降趋势,离底部约三分之一处温度最高,外壳底部温度略高于顶部;3台电容器同时工作时,外壳最高温度高出单台工作下外壁最高温度1.79℃。仿真与实验结果对比证明了建模方法的有效性。

内熔丝全膜高压并联电容器的发展与相关问题的探讨

介绍了高压全膜并联电容器在我国的发展,揭示和分析了内熔丝动作特点、机理和一些技术问题,探讨了改进措施及有关标准的问题。

高压内熔丝全膜并联电容器耐爆试验的分析研究

对高压并联电容器的耐爆试验过程及机理进行了深入分析,结合内熔丝电容器试验中所表现出的一些特异现象,吸取油开关爆裂试验的研究成果,指出电容器内油中发生燃弧所产生的压力波是造成电容器恶性爆裂故障的直接原因,而能量注入的速率(dW/dt)决定着压力波的幅值。因此电容器爆裂的直接原因是能量上升的速率dW/dt而不是注入能量的多少。另外,文章还着重分析了内熔丝在爆裂试验过程中的动作特性。试验表明,一些内熔丝全膜电容器耐爆试验过程注入能量很多,但壳体完好无损,这不仅与全膜介质击穿点短接不易起弧,而且与内熔丝动作特性有关,最后探讨了改进电容器耐爆能力的方向和措施。

高压全膜电容器热稳定性能试验条件下的温度场特性

为了获得高压全膜电容器在热稳定性能试验条件下外壳与内部的温度分布,在Fluent 15.0中建立了电容器温度场仿真模型,并利用有限体积法进行了求解。仿真结果表明:对于电容器外壳,其小侧面温度较高,外壳最热点在小侧面,而电容器最热点则位于靠近尾部的中轴线上。由于电容器内部结构复杂,导致电容器外壳表面温度分布不均匀,并非规则的温度升高或降低的趋势,而是存在局部较热的区域。为了验证仿真模型的正确性,利用光纤光栅温度传感器及红外成像仪分别对热稳定性能试验条件下的电容器内部及外壳温度进行了实际测量,实测与仿真结果基本吻合从而验证了仿真模型的正确性。

高压全膜电容器三维温度场数值计算分析

为了获得1.2倍额定电压、环温55°C运行工况下高压全膜电容器内部温度场分布,分析了高压全膜电容器内部结构,建立了高压全膜电容器三维温度场仿真模型,并基于ANSYS Fluent进行求解,得到高压全膜电容器整体温度场分布,仿真结果表明:电容器外壳由头部至尾部温度逐渐升高,外壳顶部温度高于底部,侧卧时心子最热点集中在心子尾段,立放时心子最热点集中在心子中段。

工频叠加谐波电压下温度对全膜电容器绝缘介质击穿特性的影响

随着非线性用电设备在工业领域的大量应用,电网中的谐波含量日渐增多,对应用于系统中的全膜电容器带来很大的危害。为了研究工频叠加谐波电压下温度对全膜电容器绝缘介质击穿特性的影响,文中以全膜电容器元件为对象,在40、55、70、85℃下分别对全膜电容器元件在工频电压、工频叠加3次谐波电压、工频叠加5次谐波电压下进行了短时击穿试验,得到了工频叠加谐波电压下温度对全膜电容器绝缘介质击穿特性的影响规律。试验结果表明,在相同电压类型下,全膜电容器绝缘介质的击穿场强随着温度的升高而下降。且在40~85℃的范围内,全膜电容器元件在同一温度下的特征击穿场强随着谐波次数的增大而降低。

膜纸复合介质并联电容器的故障处理

20世纪40年代，德国开始采用聚苯乙烯膜生产电容器。聚苯乙烯不耐高温，电容器温度不能超过55℃。为改善性能，美国、意大利等国家研制了聚苯乙烯膜与纸复合的电容器，电容器性能得到大幅度提高。这种膜的分子结构合理，能耐高温90℃。经过多年的发展，BFF、BGF型膜纸复合介质的并联电容器（以下简称“复合电容器”）已得到广泛应用．

加速发展国产高压全膜电容器的意见

1 发展高压全膜电容器的紧迫性我国电力电容器行业目前年产并联电容器800万千乏。其中低压电容器400万千乏,80％已更新为金属化聚丙烯薄膜介质的自愈式电容器,达到了80年代引进技术的水平,与目前的国际先进水平比较接近。

高压全膜电容器内熔丝温度场仿真分析

随着电容器单元容量的逐渐增大,电容器内熔丝的温升也在逐步提高,为了防止绝缘油在内熔丝的高温作用下出现加速老化,因此在设计时有必要对其温升进行计算和校核。论文针对高压全膜电容器内熔丝温升计算方法开展研究。鉴于电容器内部结构复杂,因此分两步对内熔丝温度进行仿真分析。首先在对电容器内部结构进行简化和等效的基础上,建立了不包含内熔丝的电容器单元温度场仿真模型,对电容器内部元件的温度场进行了仿真分析,然后利用计算结果作为边界条件,建立了包含内熔丝的电容器局部温度场仿真模型,从而最终得到内熔丝的温升结果。论文以特高压交流工程用高压并联电容器为例进行了计算,对最严酷工况下内熔丝的温度进行了校核,结果表明内熔丝最高温度为74.056℃,满足要求。相关研究结果可以用于指导高压全膜电容器内熔丝的结构设计。

超声波用于全膜并联电容器真空浸渍初步研究

全膜并联电容器制造过程中,真空浸渍工艺过程是极其关键的.研究表明全膜并联电容器真空浸渍工艺过程是否完善,既与真空浸渍工艺过程中的3个关键参数即温度、真空度、时间密切相关,还与环境振动(利用超声波)也密切相关,本文拟重点对超声波用于电力电容器真空浸渍过程可行性进行初步探讨,希望对提升全膜并联电容器产品质量有所帮助。

谈谈高压全膜电力电容器设计中的几个问题

自从电力电容器以工业规模大批量生产以来,各制造厂家就把目标瞄准在减小介质损耗、改善比特性和提高可靠性三个重要技术经济指标上。

全膜电容器液体电介质性能研究

本文概括了我厂几年来对五种全膜电容器液体电介质的研究结果，其中包括液体电介质的理化电气性能、粘温特性、热稳定性、电场稳定性以及用它们浸渍的全膜模型电容器的介电性能、局部放电性能和耐久性等试验研究。以大量的试验研究数据证明ＳＡＳ—４０是更理想的全膜电容器浸渍剂。

国产新型高性能全膜电容器液体电介质性能研究

本文给出国产新型高性能全膜电容器用液体电介质MBT／DPE的研究结果。对比了MBT／DPE与日本SAS－40的结构组份、理化电气性能、粘温特性、热稳定性以及用它们浸渍的全膜模型电容器的介电温度特性、局部放电性能、耐久性和高低温过负荷特性。以大量的试验研究数据证明MBT／DPE与SAS－40的结构和组份基本相同，其各项性能达到或优于SAS－40的水平，为现今全膜电容器更理想的国产化浸渍剂。

全膜电容器运行故障率偏高的原因分析

我国电力电容器运行业绩最好是在上世90年代初,这时主要是膜纸电容器。随着全膜电容器的广泛使用,电力电容器的运行故障率却呈增高的趋势,显然这同电力电容器的制造技术和工装工艺水平的提高是背道而驰的。因此,本文认为:这种现象的产生主要是对全膜电容器的热问题考虑不周所造成的。本文通过对膜纸电容器和全膜电容器的热负荷状况进行了比较分析,亦证明这一观点是正确的。

全膜电容器热稳定试验研究

全膜电容器由于绝缘性能优良,比特性远优于其它介质电容器。但正因为如此,其散热面积也远小于其它介质电容器。因此,其热的稳定特性并不一定就优于其它电容器。本文通过对电容器比例单元热稳定性能的试验研究,确定了内部最热点与外壳最热点的关系,为更好地做好电容器热稳定性能试验提供了参考依据。