涂愈明[1]1998年在《超高压变压器油流静电带电的计算模型及实验研究》文中认为国内外己发现多起由于变压器油流静电带电引发的恶性事故。变压器油流静电带电问题己成为影响500kV及以上电压等级大型电力变压器安全运行的关键因素，引起国际有关学术组织和广大研究人员的极大关注和兴趣。变压器油流带电问题受到油速、油温、外加交流电场、油和固体绝缘材料性质等多种因素的影响，涉及到静电学、流体力学、电化学和材料学等多个学科，同时问题本身又具有很大的分散性。因此，深入开展变压器油流带电问题的研究具有重要的理论意义和实际意义。 迄今为止，对于超高压变压器复杂油道结构中的油流带电现象，还没有一个既能考虑油道中油的流动对起电的影响，又能考虑外加交流电场对油流起电的影响的计算模型见诸报导：也还没有一个既在几何结构上，又在电荷的产生和泄放规律上可模拟超高压变压器下端部实际油道中的油流带电现象的实验模型见诸报导，填补这两方面的空白正是本文工作的目的。本文工作的主要内容及所取得的主要成果归纳如下： 首先，在综合考虑油流的流动作用和外加交流电场的电动作用两种作用机制的前提下，针对油流的紊流状态，推导出油中电荷密度方程的两种约束条件，解决了以往求解电荷密度方程时所面临的，必须人为给定油／纸界面电荷密度的困难。由此建立的计算模型小仅可以考虑油流速率、油的电导率、温度和外加交流电场等重要因素对油流带电程度的影响，而且还可计及流体运动粘度以及油中离子的性质(如离子迁移率和扩散系数）等其它因素的作用。 其次，针对油流带电问题中媒质运动的特点，提出用混合格式的有限差分算法以及迎风有限元算法求解变压器油流静电带电问题的电荷密度方程，解决了采用中心格式有限差分法和常规有限元法求解电荷密度方程所引起的数值解易失真振荡问题。 第三，针对超高压变压器下端部油速高、交流电场大，易引发油流带电事故的特点，提取出具有扁矩形截面的均匀油道模型进行了透彻的理论计算分析。在此基础上，设计了具有扁矩形截面、可改变串并联结构的三层油道实验模型。该模型可以外加较高的交流电压以研究交流电场对油流起电的影响。低压极板设计成七块分立电极的结构，可以测试沿流动路径不同部位的泄漏电流。 第四，在理论分析的基础上，合理周密地设计了实验内容、实验步骤、测试方法和防干扰措施，使实验具有较好的重复性。并且，根据收集箱的电流泄放规律提出了一种简便有效的研究交流电场对油流带电影响的方法。 第五，对于所设计的油道模型，实验测试结果和理论计算结果两者基本吻合。研究中得出的关于油流流速、流态、油温和外加交流电场等因素对油流带电影响的结论对超高压变压器的设计、运行具有指导意义。
付强, 李智, 谢学军, 王浩, 邹品果[2]2011年在《变压器油流带电研究进展》文中研究表明介绍了变压器油流带电的定义、危害,国内外关于变压器油流带电的研究情况,研究油流带电问题的主要手段和方法,总结了目前变压器油流带电研究已取得的成果,并指出了存在的问题及今后的研究方向,以期更深入地认识变压器油流带电的机理,找到能抑制油流带电和预防油流静电放电的根本性措施。
王加程[3]2007年在《变压器油流带电度测试方法研究》文中进行了进一步梳理在强迫油循环的变压器中，变压器油起着充当冷却介质和绝缘介质的双重作用。随着变压器电压等级和容量的提高，绝缘结构趋于紧凑化，介质绝缘性能普遍提高，油流速度增加，其副作用是加剧了油与固体绝缘表面的电荷分离，且减弱了油中游离电荷的泄放能力，引发高压、超高压变压器的油流静电带电现象，成为影响电网安全、稳定运行的关键问题之一。开展变压器油流带电的理论和实验研究，可为变压器的设计、制造、操作、运行和维护提供必要的参考依据，从而减少或预防变压器油流带电可能造成的危害。油纸绝缘是产生油流带电的直接原因。研究和认识油纸绝缘的静电带电特性是有效解决油流带电问题的重要前提条件。本文的主要工作是在分析国内外现有研究成果的基础上，建立油纸绝缘静电带电性能的测试手段，即“过滤式”油流带电度测试装置。该装置主要由流量测量与调节、微电流测量与显示等部分构成。传统的涡轮流量传感器、节流式流量传感器、超声波流量传感器等，都无法满足小口径高粘度流体的测量，本文提出采用一种新型的光电式流量测量方法，并介绍了其工作原理。大范围微电流的测量主要采用三种方法：运算放大器与数字电位器，单片可集成运算放大器与多路模拟开关，电阻网络与运算放大器。本文比较分析了三种方法的优缺点，并对第三种方法进行改进，提出了电压跟随式微电流测量方法。流量的调节由可控制的电子式比例流量调节阀来完成，其控制信号由单片机输出，经电压／电流转换得到。对两台变压器的油样进行了采样分析，实验结果表明，油流带电引发的静电放电电流对流速表现出较大的依赖性。本文完成了基于单片机的油流带电度测量与控制系统，包括软、硬件设计。
高源[4]2009年在《换流变压器油纸绝缘油流带电实验系统设计》文中认为换流变压器是特高压直流输电系统中的重要设备之一,其运行可靠性直接影响整个系统的安全运行。运行中的换流变压器除承受交流电压、雷电冲击和操作过电压外,还要承受直流、交流叠加直流及极性反转电压的作用。在这些电压作用下,换流变压器内部电场分布、绝缘材料击穿特性、空间电荷的积聚与分布、绝缘油油流带电情况等都与普通电力变压器存在很大的差异,并导致换流变压器内部绝缘的异常放电与击穿。本文主要针对换流变压器的油流带电问题进行了相应实验系统的设计。为研究换流变压器的油流带电特性与击穿特性及二者相互关系,建立了典型油纸复合绝缘结构模型,设计搭建了油流带电与击穿特性试验系统;根据换流变压器的工况要求,设计了交流叠加直流实验设备,并结合实验室现有条件搭建了一套完整的试验设备;此外,通过试验测出了油纸复合绝缘中的空间电荷产生的影响因素及其变化规律;最后针对油流带电产生的微弱电流难以测量的问题设计制作了基于单片机的微电流测量设备。本文为研究换流变压器内部典型油纸绝缘结构油流带电影响因素、油流带电特性与击穿特性及相互关系等问题提供了相应的实验平台。
张良[5]2010年在《换流变压器油纸绝缘油流带电特性的研究》文中研究指明换流变压器是特高压直流输电系统中的核心设备之一,其运行可靠性对整个电网的的安全运行有着重要影响。运行中的换流变压器除承受交流电压、雷电冲击和操作过电压外,还要承受直流电压、交直流叠加电压和极性反转电压的作用。在这些电压作用下,换流变压器内部电场分布、空间电荷的积聚与分布、绝缘油油流带电情况等都与普通电力变压器存在很大的差异,并导致换流变压器内部绝缘的异常放电与击穿。本文主要针对换流变压器的油流带电特性进行了相应的理论总结和实验研究。同时为进一步研究换流变压器的油流带电特性与击穿特性及二者相互关系,设计并搭建了油流带电与油的流动状态下击穿特性试验平台。根据换流变压器的工况要求,设计了交流叠加直流高压发生装置；搭建了相关的试样预处理系统和检测系统；并完成了试样的设计和预处理。最后,通过实验分别研究了不同的温度和流速下的油纸绝缘的带电特性,以及直流、交流、直流叠加交流电压作用下油-纸板复合绝缘的油流带电特性。结果表明随着温度和流速的升高,油中的带电量增大。在电场作用下带电量明显比不加电场时要大；在不同波形的电压下所带电荷均为正,并且相同电压有效值下,直流电压比交流电压对带电量影响更大。该研究获得的数据和规律可为换流变压器绝缘的设计,高压直流输电设备制造和实验以及电网的安全运行提供指导和参考。
闫泽陆[6]2010年在《变压器油流带电现象及其静电可靠性的研究》文中指出在固体/液体两相的交界面,表面的物理化学反应使双电层结构逐步形成,一旦液体变为流动状态,则双电层结构的一部分(扩散层)受流体扰动而随之一起运动,在此过程中液体中有冲流电流形成,并逐渐达到动态平衡。这就是流动起电现象。在强迫油循环冷却的大型变压器中,油/绝缘纸界面会发生油流带电现象被认为是造成变压器事故的重要原因之一,尤其是对高电压等级变压器的安全运行造成威胁。近年来由于变压器油泄漏而引起的环境污染问题越来越严重,变压器厂商及相关部门提出研发酯类油(植物油和合成油)以取代矿物油的建议。本文针对已经研发出来的4类酯类油应用模拟变压器油道循环系统进行基于油流带电现象的静电可靠性研究,主要包过对电荷生成电流以及电荷累积电量两方面的指标做出鉴定。其次将其结果与标准矿物油做比较分析。本文从理论上建立了油道模型,通过计算仿真得出油道内油/纸界面附近的空间电荷密度分布情况以及冲流电流的数值。分析油流带电的暂态过程有助于理解全部物理过程,同时本文还分析了油流速度,油温,油本身的特性等因素对暂态时间常数的影响,并提出了两种方法计算暂态时间常数。
马书杰[7]2006年在《变压器基础油、添加剂对油流带静电倾向影响的研究》文中认为本文简要地介绍了超高压强制循环式变压器所用变压器油带静电的现况以及目前国内外用于变压器油油流带静电倾向的测量方法。本文主要研究变压器油油流带静电倾向测量方法的建立以及变压器油的电气性能(介质损耗因数，击穿电压、体积电阻率)与变压器油油流带静电倾向的相关性，再者，进行了变压器油添加剂对油流带静电倾向的影响；变压器油烃组成对油流带静电倾向的影响，在此内容研究中，主要考察了不同芳烃含量的环烷基变压器油的油流带静电倾向，相同芳烃含量的不同原油类型的变压器油的油流带静电倾向；变压器油的硫、氮化合物对变压器油的油流带静电倾向的影响。同时，研究了不同环数的稠环芳烃对变压器油油流带静电倾向的影响。另外，又进行变压器油油流带电抑制剂对消除变压器油油流带静电倾向的研究。从研究结果中，我们发现，本项目建立的测试方法对新变压器油测量，具有较好的稳定性和重复性。变压器油的介质损耗因数和体积电阻率与变压器油的油流带静电倾向具有一定的相关性。变压器油常用的添加剂对油流带静电倾向没有不利的影响。稠环芳烃对变压器油的油流带静电倾向有一定的负面影响。BTA及其衍生物对高带电度的变压器油具有消除油流带静电倾向的作用。
陈淑瑾[8]1995年在《大型变压器绝缘油带电倾向的测试与分析》文中研究说明本文介绍了变压器油带电倾向的测试装置和测试方法；流速、温度、湿度对油带电倾向影响以及部分新油。运行变压器油带电倾向的测试结果。通过试验与分析，提出降低油带电倾向的措施，说明监测新油、运行油带电倾向的必要性。
王菊芬, 蒲家宁, 孟浩龙[9]2006年在《变压器油道内冲流电流的一种计算方法》文中研究说明对紊流态下变压器油道内冲流电流的计算进行了研究。描述油内电荷分布的输运方程是一个非线性方程,不存在精确的解析解。应用文中所给定的绝缘油/纸板界面的边界条件并经过合理的简化,推出了该方程的近似解析解和冲流电流的计算公式。公式能描述油流速度、电导率、油温和外加交流电场对变压器油流带电的影响,所引入的修正量可通过实验数据确定。实验证明,计算公式可以用于预测冲流电流的大小,从而避免了繁重的数值计算,为变压器油流带电的计算提供了一种方便的手段。
李原龙[10]2017年在《固体颗粒在绝缘油中的运动特性及对绝缘油击穿强度的影响》文中研究说明换流变压器是直流输电系统的关键设备,其安全可靠运行关乎直流输电系统的稳定。绝缘油作为换流变压器的主要绝缘材料,其绝缘性能的好坏关乎换流变压器的安全可靠运行。变压器绝缘油作为液体电介质,其往往容易被变压器运行中产生的固体颗粒污染,固体颗粒在绝缘油中会受到电场的影响而发生运动,在绝缘薄弱处聚集,导致绝缘性能降低。换流变压器与交流变压器的运行工况显著不同,其阀侧绕组存在直流电压分量,其绝缘缺陷与交流变压器存在明显差异。换流变压器中直流电压的存在是导致油中固体颗粒的运动规律与交流电压下存在差异的原因。因此,本文采用动力学分析方法研究交直流复合电压下固体颗粒形成固体颗粒小桥的机理,揭示交直流电压下固体颗粒对绝缘油击穿电压的影响机理。论文的主要研究内容如下:(1)研究了绝缘油中固体颗粒在电场下的受力情况,进行了受力分析,得到了绝缘油中固体颗粒的受力模型,并推导了固体颗粒的运动模型。采用COMSOL仿真软件,分析了电场下固体颗粒的运动轨迹,得到了颗粒粒径、电场强度、电压类型与颗粒运动速度的关系。(2)搭建了绝缘油中固体颗粒的运动轨迹拍摄实验平台,研究了电场分布、电压类型、电场大小与颗粒浓度对固体颗粒运动轨迹的影响的实验研究。实验结果表明,固体颗粒总是在高电场区域聚集形成颗粒团,当固体颗粒数量足够大时,会形成贯穿电极的固体颗粒小桥;交流电压下很难形成连贯的固体颗粒小桥,直流电压及交直流复合电压下均能观测到明显的颗粒小桥;电压类型与颗粒浓度是影响固体颗粒小桥形成的关键因素。(3)实验研究了固体颗粒对绝缘油在交流电压、直流电压及交直流复合电压下击穿强度的变化规律,得到了不同电压类型下固体颗粒浓度与绝缘油击穿强度之间的函数关系,分析了电压类型对含固体颗粒绝缘油击穿强度的影响规律。实验结果表明,电压类型、颗粒种类以及颗粒浓度对绝缘油的击穿电压存在显著影响。结合固体颗粒运动轨迹的仿真计算结果与固体颗粒小桥的实验图像,分析了不同类型电压下固体颗粒对绝缘油击穿过程的作用机理。
参考文献：
[1]. 超高压变压器油流静电带电的计算模型及实验研究[D]. 涂愈明. 清华大学. 1998
[2]. 变压器油流带电研究进展[J]. 付强, 李智, 谢学军, 王浩, 邹品果. 广东电力. 2011
[3]. 变压器油流带电度测试方法研究[D]. 王加程. 山东大学. 2007
[4]. 换流变压器油纸绝缘油流带电实验系统设计[D]. 高源. 哈尔滨理工大学. 2009
[5]. 换流变压器油纸绝缘油流带电特性的研究[D]. 张良. 哈尔滨理工大学. 2010
[6]. 变压器油流带电现象及其静电可靠性的研究[D]. 闫泽陆. 南昌大学. 2010
[7]. 变压器基础油、添加剂对油流带静电倾向影响的研究[D]. 马书杰. 青岛科技大学. 2006
[8]. 大型变压器绝缘油带电倾向的测试与分析[J]. 陈淑瑾. 东北电力技术. 1995
[9]. 变压器油道内冲流电流的一种计算方法[J]. 王菊芬, 蒲家宁, 孟浩龙. 中国电机工程学报. 2006
[10]. 固体颗粒在绝缘油中的运动特性及对绝缘油击穿强度的影响[D]. 李原龙. 重庆大学. 2017