换流变压器阀侧套管的电场分布及绝缘特性研究

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1、－－？￡！議士学位论文■论文题目：换流变压器阀侧套管的电场分布醒赚霸国内图书分类号：ＴＭ４０７密级：公开国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文换流变压器＿侧套管的电场分布及绝缘特性研究年级２０１２级姓名何常新申请学位级别工学硕士专业控制工賴指导老ｍ吴广宁教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ．ＤＣ：／知、Ｉ；ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒ

2、ｅｅＴｈｅｓｉｓＥＬＥＣＴＲＩＣＦＩＥＬＤＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮＡＮＤＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＴＨＥＩＮＳＵＬＡＴＩＯＮＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＡＢＯＵＴＶＡＬＶＥＳＩＤＥＢＵＳＨＩＮＧＯＦＣＯＮＶＥＲＴＥＲＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＣｈａｎｘｉｎＨｅｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｅｃｉａｌｉｔ：ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｏｒｆ．Ｇｕａｎ

3、ｎｉｎｇＷｕｇＭａ２０ｌ５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保使用本授权书。＂（请在以上方框内打十）学位论文作者签名指导老师签名＂曰期：曰期：＞／１

4、西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．建立了特高压直流套管有限元计算简化模型，通过仿真计算分别得出了在直流、交流电压作用下不考虑空间电荷效应时的稳态场、考虑空间电荷影响的稳态场和暂态场３种情况时套管的电场和电位分布、，据此得出特高压直流套管分别处在交流场直流场时空间电荷对其电场的影响，分析了产生这种影响的原因；２．通过仿真计算得出了空间电荷影响下特高压直流套管在承受极性反转电压时内部的电场分布情况，据此得出空间电荷对特高压直流套管在承受极性

5、反转电压时电场的影响，分析了产生原因并提出了改进意见；３．基于克尔效应，搭建了电场测量实验平台，通过此平台进行了套管内部电场测量，将测量结果和仿真结果进行对比，偏差很小，得出了利用克尔效应不需要往套管内部植入任何设备来间接测量套管内部电场的方法可行。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人

6、完全了解违反上述声明所引起的。＾＾学位论文作者签名＾＾＾＾丨。日期：分西南交通大学硕士研究生学位论文第丨页摘要换流变压器及其阀侧套管是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核心设备，因为有交、直流电场、磁场的共同作用，所以要求其具有高可靠性和高技术性能。一随着直流输电容量和电压等级的提升，相比换流站内其它次设备，直流套管更易发生故障，这对直流套管制造水平和运行可靠性也提出了更高的要求。换流变阀侧套管在正常运行时，，绝缘系统内积累的空间电荷影响了套管内部电场使套管内部电场分布不

7、均匀，随着电压等级的提高和运行时间的增长，局部电场由于空间电荷的影响越来越集中，可能会发生击穿放电和闪络，造成套管绝缘系统的损坏，严重时可能发生套管自燃甚至爆炸，还有可能使换流变其他设备发生爆炸造成系统瘫痪，最终导致停电。特高压直流套管在承受交、直流电压以及极性反转电压时，空间电荷都会对其内部电场产生影响，，对整个特高压直流输电系统的安全运行产生严重威胁。因此本文研究空间电荷对特高压直流套管处在不同工况时电场的影响就具有重要的实际意义。介绍了高压套管的电气性能及其关键性和高压套管的击穿特性；研究了套

8、管的内，绝缘和外绝缘的设计并阐明了内外绝缘配合的重要性和配合原则；在阐明了这些基本理论之后本文提出了影响特高压直流套管电场的关键因素。通过对比套管电场常用的数值计算方法得到本文使用的方法为有限元法；根据特高压直流套管结构特点和ｌｌＯＯｋＶ直流套管图纸建立了特高压直流套管有限元计算简化