换流变压器阀侧绕组端部极性反转瞬态电场的计算与分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第44卷第6期变压器Vo1．44NO．62007年6月74^囤2IJune2007换流变压器阀侧绕组端部极性反转瞬态电场的计算与分析王冰，王清璞，孙优良(保定天威保变电气股份有限公司，河北保定071056)摘要：对ZZDFPZ一278000／500换流变压器阀侧绕组极性反转瞬态电场进行了计算，并对结果作出了分析。关键词：瞬态电场；换流变压器；电阻率中图分类号：TM401．1文献标识码：B文章编号：1001—8425(2007)06-0011-06CalculationandAnalysisofPolarityReverseT

2、ransientElectricFieldinValveWindingEndofConverterTransformerWANGBing，WANGQing-pu，SUNYou—liang(BaodingTianweiBaobianElectricCo．，Ltd．，Baoding071056，China)Abstract：ThepolarityreversetransientelectricfieldinvalvewindingofZZDFPZ——278000／500convertertransformeriscalculated．Theresultsareanalyzed

3、．Keywords：Transientelectricfield；Convertertransformer；Resistivity在频率较高的交流电压下，介质的电导率7实1前言际上不起作用，电场分布仪由介电常数8决定，电场换流变压器在换流过程中的功能是连接、协调的时间变化正比于外加电压的变化，因此每一时刻交流电网和直流线路，将功率由交流系统传输到直的电场可按静电场计算。而稳态直流电压下，介电常流系统，再由直流系统逆变到交流系统。这一结构特数s不起作用，电导率决定恒定电流场的分布。点使得换流变压器阀侧绕组承受的电压类型与一般但当电压由一种稳态迅速跃变到另一种稳态(如直电力变

4、压器相比有很大的不同。其试验主要有直流流极性反转)时，电场中将产生一个瞬变过程，这时耐压试验和极性反转电压试验。目前关于直流耐压的电场计算需要同时考虑介电常数s和电导率，稳态电场的计算以及直流耐压下绝缘强度的考核已每一H,／~sJ的电场变化不再正比于~'bJ3n电压，因此不经比较成熟，仪考核固体绝缘中的应力和沿面爬电能再用静电场的计算方法进行计算。应力。极性反转试验下绝缘强度的考核比较复杂，不瞬态电场计算的精确度受两方面的影响，在空仅要重点考核油隙的绝缘强度，同时还要考核固体间上受场域剖分密度及有限元计算过程中引入误差绝缘中的应力和沿面爬电应力。以往反极性电场的的影响；在

5、时间上受时间离散方法的精度及时问步计算采用静态方法，就是在现有直流场上叠加一个长的大小影响。具有两倍幅值的反极性交流电场，即可计算出极性采用步长较小的定步长计算直流极性反转电相反后的电场。这种静态反极性电场的计算，对极性场，虽然可以保证良好计算精度，但耗费大量时间，反转试验下绝缘强度的考核很不准确，尤其对于固很不经济。因此，计算时时间步长的大小可根据输入体绝缘中的应力和沿面爬电有很大偏差，因此，有必电压的快慢来取值，这样既能保证计算精度又能节要研究极性反转电压试验下瞬态电场的计算方法并省时间，即采用变步长法求解瞬态电场问题。自定义分析其结果。的时间变步长如表1所示。2复合

6、介质中瞬态电场的特点时，篓维普资讯http://www.cqvip.com12蠢珏’第44卷表1自定义的时间变步长取决于不同绝缘材料的电阻率之比，而非它们的绝Table1Timeandsteps对值，因此，笔者所取油、纸绝缘的电阻率之比为1：计算时间段持续时间采用时间步长100。绕组、静电环匝绝缘的相对介电常数为3．5，端0—54o0部成型角环的相对介电常数为4．0，变压器油的相对54o0—5460605介电常数为2．2。5460~57603o055ZZDFPz一278000／500阀侧绕组极性反转瞬5760-6O60300lO6060～63603o0lo0态电场的仿真计

7、算及结果分析6360一l086045o03o0极性反转过程中阀侧绕组等位线的场强分布如lo860～lO920605图2所示。lO920一ll2203o0lO(1)在极性反转时间内，即71在5400s一5460s的ll220一ll5203o0lo0ll520一l36202lo03o0时间内电场分布特性的计算及分析T=5400s是极性反转开始时刻电场，此时刻以注：反转时刻开始于5400s，开始前为直流稳态。前为极性反转试验所施加一572kV的直流稳态电场。已经作用相当长的时间，各节点的电位已经进入稳图2a中所指的内侧静电环第一油隙