復合絕緣非線性電場的有限元迭代計算
本文關鍵詞:復合絕緣非線性電場的有限元迭代計算 出處:《電網技術》2014年02期 論文類型:期刊論文
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【摘要】:直流穩(wěn)態(tài)和極性反轉是換流變壓器閥側套管出線裝置復合絕緣的典型運行狀態(tài),且絕緣介質具有較強的場變、溫變非線性,因此溫度梯度下,其電性能參數的改變將影響復合絕緣的直流穩(wěn)態(tài)和極性反轉電場。該文將有限元法用于定量分析電場、溫度兩個非線性因素對電場分布的影響。通過試驗確定單一絕緣介質電導率與場強、溫度的非線性函數關系。提出計及場強、溫度非線性的有限元迭代算法,并通過存在解析解的同軸絕緣結構驗證該算法的準確性。建立了-400 kV換流變壓器出線裝置復合絕緣結構全模型,分析了場強、溫度對其直流穩(wěn)態(tài)場、極性反轉瞬態(tài)場的影響規(guī)律。結果表明,線性與非線性條件下得到的電場分布規(guī)律存在一定差異,且場變非線性對局部高場強區(qū)域有一定的抑制作用,而溫變非線性可使高溫區(qū)場強降低,低溫區(qū)場強升高。在極性反轉過程中,溫變非線性可使復合絕緣出現(xiàn)畸變較嚴重的局部高場強區(qū)。該文提出的非線性電場有限元迭代算法及電場模擬結果可為換流變壓器出線裝置的設計提供參考。
[Abstract]:DC steady-state and polarity reversal valve side of converter transformer bushing of the typical operation state of device of composite insulation, and insulation medium has strong temperature field, nonlinear, so the temperature gradient, the electric performance parameters change will affect the DC steady-state and polarity reversal electric field of composite insulation. The finite element method for quantitative analysis of electric field, two nonlinear factors influence temperature on electric field distribution. The single dielectric conductivity and electric field are determined by experiments, non-linear function of temperature. And the temperature field is proposed, the nonlinear finite element iterative algorithm, and through the existing analytical solution of coaxial insulation structure verify the accuracy of the algorithm is established. -400 kV converter transformer outlet device of composite insulation structure model, analyzes the intensity and temperature on the influence of DC steady field, polarity reversal field. The results show that the line There are some differences between the distribution law of the electric field and nonlinear conditions, and nonlinear field has inhibitory effects on the local high field region, temperature nonlinearity can make the temperature field is reduced, the field strength increases in the low temperature region. The polarity reversal process, temperature nonlinearity can make the composite insulation local high field area serious distortion. The proposed nonlinear electric field finite element iteration method and field simulation results can provide reference for the design of converter transformer device.
【作者單位】: 電力設備電氣絕緣國家重點實驗室(西安交通大學);
【分類號】:TM855.1
【正文快照】: 0引言換流變壓器是直流輸電系統(tǒng)中的重要設備,其運行狀態(tài)直接影響電能輸送的可靠性,而出線裝置是聯(lián)接換流變閥側套管尾部和變壓器繞組的重要絕緣結構[1-3]。對于環(huán)氧浸漬干式換流變套管,其尾部共存有變壓器油(OIL)、油浸紙(oil impregnatedpaper,OIP)和環(huán)氧浸紙(resin impregn
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