隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的快速發(fā)展,電網(wǎng)裝機(jī)容量需求逐漸增大,大容量、長(zhǎng)距離、電壓等級(jí)高的電力傳輸技術(shù)也開始進(jìn)入迅速發(fā)展階段。不過氣體絕緣金屬封閉輸電線路（GIL）在運(yùn)行過程中,電流流過高壓導(dǎo)體時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱,降低其絕緣水平,引起局部放電甚至導(dǎo)致絕緣擊穿,進(jìn)而影響設(shè)備的可靠運(yùn)行。在此研究領(lǐng)域最主要的是明確盆式絕緣子的溫度分布規(guī)律及溫度場(chǎng)下的電場(chǎng)分布。本文建立GIL氣室三維熱-流-電耦合數(shù)值分析數(shù)學(xué)模型。針對(duì)實(shí)際GIL管廊為背景,利用有限體積法計(jì)算GIL在穩(wěn)態(tài)下的溫度場(chǎng),取2m長(zhǎng)為研究對(duì)象,由于GIL管道內(nèi)部呈軸對(duì)稱,給出了合理的簡(jiǎn)化模型,所以只建立1/2模型。假設(shè)GIL不考慮鄰近效應(yīng),氣體均為不可壓縮氣體,不考慮GIL渦流損耗。中心導(dǎo)桿為熱源,導(dǎo)體通過自然對(duì)流和輻射傳熱給外殼,由于GIL放置于隧道中,不考慮太陽輻射的作用,外殼通過自然對(duì)流與外界環(huán)境進(jìn)行熱量傳遞。在盆式絕緣子溫度場(chǎng)仿真研究的基礎(chǔ)上,以及絕緣子電導(dǎo)率隨溫度的變化規(guī)律,進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合計(jì)算分析,對(duì)比不同環(huán)境因素對(duì)盆式絕緣子電場(chǎng)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:以環(huán)境溫度293K,負(fù)載電流3150A,絕緣氣體壓強(qiáng)0.7MPa為分析對(duì)象,分析其... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

蘇通GIL綜合管廊工程

甏?漢稍誦校?行牡幾四誚茍?炔??娜攘渴溝幾宋露壬?擼?湮律?太高會(huì)降低設(shè)備的絕緣水平，甚至引起絕緣故障。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，中心導(dǎo)桿載流發(fā)熱將影響其內(nèi)部溫度空間分布均勻度，在母線中起隔離及支撐作用的絕緣子溫度分布也將受影響，溫度呈非均勻分布。絕緣子電導(dǎo)率變化，電場(chǎng)強(qiáng)度分布隨著變化。而GIL設(shè)備溫度是判斷設(shè)備能否安全運(yùn)行的重要指標(biāo)之一，絕緣子電場(chǎng)強(qiáng)度也是判斷設(shè)備閃絡(luò)故障的重要因素。因此根據(jù)直流絕緣設(shè)備運(yùn)行的具體工況，在考慮溫度梯度情況下精確地對(duì)絕緣子進(jìn)行絕緣結(jié)構(gòu)分析顯得尤為必要。絕緣子絕緣故障如圖1.2所示。圖1.2絕緣子絕緣故障Fig.1.2Insulatorinsulationfailure基于上述分析，以實(shí)際GIL為研究對(duì)象，建立三維GIL中盆式絕緣子多物理場(chǎng)耦合模型，精準(zhǔn)地計(jì)算絕緣子流體嘗熱嘗電場(chǎng)的物理特性，分析其實(shí)際運(yùn)行時(shí)的溫度分布規(guī)律及電場(chǎng)強(qiáng)度分布，對(duì)于分析其在HVDC系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)具有重要意義。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1GIL研究現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代，世界上第一條GIL線路采用純SF6氣體作為絕緣氣體，由美國(guó)CGIT

第2章絕緣子多物理場(chǎng)耦合數(shù)值模型9411TTAQCvc（2.2）1111001002211424101AATTCAQRC（2.3）3111QTThACC（2.4）式中，T1含義為中心導(dǎo)桿的溫度，T2為外殼的溫度，T3為絕緣氣體的溫度，T4為絕緣子的溫度，A1，A2分別為中心導(dǎo)桿、外殼內(nèi)表面的表面積，Ac為絕緣子與中心導(dǎo)桿接觸面積；ε1，ε2分別為中心導(dǎo)桿，外殼內(nèi)表面的輻射率；λ1為絕緣子與中心導(dǎo)桿之間的傳熱系數(shù)；h1為絕緣氣體與中心導(dǎo)桿之間的對(duì)流換熱系數(shù)；C0為斯忒藩-玻耳茲曼常量，其數(shù)值為5.67×10-842/KmW。相關(guān)的傳熱示意圖如下所示。圖2.1GIL熱交換示意圖Fig.2.1GILheatexchangediagram由導(dǎo)體傳遞到外殼的熱量CP。在一定熱平衡情況下，這些熱量可通過輻射與自然對(duì)流模式進(jìn)行傳遞，分別記為QRE和QCE。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行理論分析可確定出如下第二熱平衡方程式[56]：CERECQQP（2.5）4542303TTCAQRE（2.6）5223QTThACE（2.7）式中，A3為外殼外表面的面積，T5為外部環(huán)境的溫度，h2為外部空氣與外殼外表面換熱系數(shù)；ε3為外殼外表面的輻射率；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]計(jì)及溫度的GIS盆式絕緣子氣隙缺陷特性的研究[D]. 李意.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]氣體絕緣金屬封閉輸電線路的仿真與試驗(yàn)研究[D]. 仲留寄.蘇州大學(xué) 2016
[3]基于準(zhǔn)分布式光纖測(cè)溫技術(shù)的GIS母線觸點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D]. 周娜.華北電力大學(xué) 2014
[4]高壓GIS多物理耦合場(chǎng)分析及溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 康添慧.湖南大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3208579