超、特高压交流变压器出线绝缘结构的设计和应用

高压出线绝缘结构是超、特高压交流变压器主绝缘结构的重要组成部分,直接影响变压器整体的电气性能、制造成本、生产周期和装配的工艺性等多个方面。因此超、特高压变压器出线绝缘结构的研究和优化设计、国产化制造对于提高变压器的绝缘可靠性、经济性和整体制造水平有着重要的工程应用价值。为此,在介绍大型变压器出线绝缘结构的基础上,采用有限元法进行绝缘出线结构电场分析计算,给出优化设计结果和工程应用实例,长期安全运行及产品试验结果验证了优化设计的可靠性和可信性。针对国内1700、750和500 kV变压器出线装置的研发过程进行了深入的探讨,分析了超、特高压变压器出线装置国产化的可行性及其今后的发展趋势。

特高压换流变压器阀侧出线绝缘结构电场分析

阀侧出线绝缘结构是决定换流变压器安全性的关键部位,包括套管油端、均压电极和多层纸板围屏系统,以及至阀绕组引线的绝缘。该出线结构承受着严酷的交直流电场应力,历来换流变压器在试验中和运行中的绝缘故障很多都发生在这里。为此基于以往设计和试验、特别是对试验中故障的调查分析,聚焦于均压电极区域,综合、归纳了阀侧出线装置的3种典型绝缘结构,即单环电极“半罩”结构、单环电极“全罩”结构、双环电极无绝缘罩结构,提出了一种新的绝缘结构,即“Ω”型绝缘罩结构。用有限元方法建立模型进行交流和直流电场计算和安全性评价。指出了各种结构的风险点,并从理论上指出了改善电场分布和提高安全性能的方向。计算结果和故障案例一致表明,半绝缘罩的端部油中有很高的沿端面直流电场,可引发局放进而引起沿大绝缘筒闪络;全绝缘罩端部油中直流场强很高,沿引下线头部绝缘表面的电位梯度也很高,可引起引下线头部油中沿面闪络或纸绝缘击穿;双环电极无绝缘罩绝缘电极两侧至大绝缘筒的斜向第一油隙很大,易发生交流放电;“Ω”型绝缘罩可能是兼顾交流和直流绝缘的优化解决方案。

换流变压器阀侧套管出线装置绝缘分析

换流变压器绝缘最关键的部位是由套管及纸板围屏系统组成的阀侧出线装置。为此,在分析直流电场特点的基础上,回顾了换流变压器出线装置绝缘技术的发展历程,指出以前广泛采用的油端带瓷套的套管出线装置在结构上存在缺点,因而在工厂试验和运行中频发故障。现今的绝缘结构可大致分为两类:一类是环氧树脂浸纸(干式)套管配合绝缘覆盖均压电极和多层异型围屏系统;另一类是无瓷套油浸纸套管配合无绝缘覆盖均压电极和多层直筒围屏。为进一步发展高压、特高压换流变压器出线装置绝缘技术,未来发展的方向是优化绝缘结构和降低绝缘不确定性。建议融合两种结构优点,开发新的出线装置绝缘结构。为减小绝缘不确定性,还应对出线装置各绝缘件材料的特性参数及其工艺控制方法,以及对电场计算和试验要求等问题进行深入研究。

一种新式超高压间接式出线结构

高压出线装置是超高压变压器的重要部件,其绝缘结构形式直接影响着变压器的整体性能、制造成本、生产周期和装配的工艺性等多个方面。根据电场计算,开发出新式出线装置可以满足各种试验条件和运行条件下的要求,达到保证电气性能、降低制造成本、缩短生产周期和提高装配简便性。