电容式电压互感器均压环优化设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第3期电力电容器与无功补偿Vo1．29No．32008年6月PowerCapacitor＆ReactivePowerCopmensationJun．2008电容式电压互感器均压环优化设计韩长伟，戈兴茹，刘兵，王景洪(新东北电气(锦州)电力电容器有限公司，辽宁锦州121000)摘要：以500kV电容式电压互感器为研究对象，以设备空间最大电场强度和不均匀系数为目标函数，以均压环尺寸及位置为设计变量，以模拟退火法为优化策略，对均压环进行优化设计。给出均压环的最佳尺寸及安装位置。关键词：电容式电压互感器；优化设计；模拟退火

2、法；均压环中图分类号：TM451．2文献标识码：B文章编号：1674—1757(2008)-0343021-05OptimizationDesignoftheGradingRingsoftheCapacitorVoltageTransformerHANChang-wei，GEXing一13．1，LIUBing，WANGJing—hong(NewNortheastElectric(Jinzhou)PowerCapacitorCo．，Ltd．，Jinzhou121000，China)Abstract：Thegradingringsofthehighvoltagecapaci

3、torvoltagetransformerplayakeyroleinim—provingelectricdistributionandreducingthemaximumelectricfieldstrength．Inthispaper，the500kVcapacitorvoltagetransformerwastakenasresearchedobject；themaximumelectricfieldstrengthandasymmetriccoeficientwereselectedasobjectivefunction；andthesizeandlocatio

4、nofthegradingringswereservedasoptimizationvariablesrespectively．Optimizationdesignisperformedbyusingthesimulatedannealingoptimizationstrategy．DesigningofthegradingringscanbegainedfromtheoptimizationresultandanodelTldesignmethodispresentedinthispaper．Keywords：Capacitorvoltagetransformer；O

5、ptimizationdesign；Simulatedannealingalgorithm；Gradingring0引言设计，通过优化得出均压环设计的最佳方案。作为交流电力系统中测量、保护设备，电容式1电场数值计算电压互感器已得到了广泛的应用。尤其在高压系1．1计算模型(见图1)统中，比电磁式电压互感器在经济性能及电气性能上有很大的优势，而且这种优势随着电压等级的升高而更加明显。电压的升高势必会增加外露带电部位电场强度，产生电晕。国内外许多厂家在设备外部增设了均压环，其目的是为了降低设备表面的最大电场强度，改善电场分布，以防止或降低空气中发生电晕。有关均压环对改善电场分

6、布的作用已经进行了一定程度的研究，但是如何对均压环的尺寸及安图1500kV电容式电压互感器外形图放位置进行计算则尚未见文献报道。本文以500kV电容式电压互感器为研究对象，以最大电场强以500kV电容式电压互感器为计算模型，额度为目标函数，应用模拟退火法对均压环进行优化定一次电压为500／43-kV，外形结构如图1所示。收稿日期：2008-01-09由于其具有轴对称的特性，计算将采用二维模型·2l·维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第3期电力电容器与无功补偿Vo1．29No．32008年6月PowerCapacitor&ReactivePowerC

7、opmensationJun．2008进行，计算简化模型如图2所示。构进行电场分析计算，可见，均压环在改变电场分布，降低最大电场强度，减小电场不均匀系数方面有着非常重要的作用。因此，在对500kV及以上环电容式电压互感器进行设计时，必须要考虑到均压环的设计。合理的设计均压环的数目、尺寸及安放位置，对互感器的防晕及电气性能意义重大。图2计算模型示意图1．2计算方法采用有限元法进行电场数值计算，其数学模型如下式所示：V∞=0图4等位线分布图(无均压环结构)I是=0Is=0lsl-=0边界条件如图3所示。图5等位线分布图(有均压环结构)图3边界