换流变压器油纸绝缘低温击穿特性

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1、工学硕士学位论文换流变压器油纸绝缘低温击穿特性郭冲哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号：TM852工学硕士学位论文换流变压器油纸绝缘低温击穿特性硕士研究生：郭冲导师：陈庆国申请学位级别：工学硕士学科、专业：高电压与绝缘技术所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TM852DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheBreakdownCharacteristicsofOil-paperInsulationforC

2、onverterTransformerunderLowTemperatureCandidate：GuoChongSupervisor：ChenQingguoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringHighVoltageandInsulationSpeciality：TechnologyDateofOralExamination：March,2018HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重

3、声明：此处所提交的硕士学位论文《换流变压器油纸绝缘低温击穿特性》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：郭冲日期：2018年3月30日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《换流变压器油纸绝缘低温击穿特性》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研

4、究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密√。(请在以上相应方框内打√)作者签名：郭冲日期：2018年3月30日导师签名：陈庆国日期：2018年3月30日换流变压器油纸绝缘低温击穿特性摘要我国正在探讨构建以“一极一道”为核心的全球能源互联网，这就对大容量、远距离的输电网络提出了更高的要

5、求。直流输电以其传输容量大、占地面积小、运行损耗低等优点在高压远距离输电中被广泛使用。换流变压器是高压直流输电网中的核心设备，与普通电力变压器相比其阀侧主绝缘承受着交直流复合电压作用。目前特高压换流变压器仍采用油纸复合绝缘结构，其绝缘性能不仅与交直流复合电压下的电场分布有关，同时还与含水率和温度等运行条件密切相关。考虑到换流变压器在高寒地区可能出现的运行故障，有必要对换流变压器油纸绝缘的低温击穿特性进行深入研究，以保障其运行的可靠性。本文首先搭建了低温油纸介电参数测量系统，对-40℃~20℃温度区间内不同含水率的变压器油和浸油纸的相对

6、介电常数和体积电阻率进行测量。研究结果表明：温度和含水率对变压器油和浸油纸相对介电常数的影响较小，但对体积电阻率的影响较大，由此导致浸油纸和变压器油体积电阻率之比受温度和含水率影响较大。结合典型油纸绝缘结构模型，推导了变压器油和浸油纸各自电场分布的表达式，通过数值计算得到了变压器油和浸油纸中电场分布随温度和含水率的变化规律。随后，在试验室搭建低温交直流叠加击穿试验平台，在此基础上开展了-40℃~20℃温度范围内复合电场下含水率对变压器油和浸油纸击穿特性影响的试验研究，并结合电场分布数值仿真结果对复合电场下油纸复合绝缘的低温击穿机理进行

7、了分析。研究结果表明：不同直流分量下，不同含水率变压器油和浸油纸的击穿场强随温度的变化趋势不同，这是温度、含水率和直流分量共同作用的结果。不同直流分量下油纸复合绝缘的击穿电压随温度的变化趋势亦不相同，温度通过影响油、纸各自的击穿电压和电压在油、纸间的分配来影响复合电场下油纸复合绝缘的低温击穿特性。当直流分量较高时，温度降低使油纸复合绝缘的介电强度从依赖于变压器油逐渐向依赖于浸油纸转变，此时浸油纸在低温下的击穿特性决定了油纸复合绝缘的低温击穿特性。关键词换流变压器；油纸绝缘；低温；含水率；复合电场；击穿特性ITheBreakdownCh

8、aracteristicsofOil-paperInsulationforConverterTransformerunderLowTemperatureAbstractThebuildingofglobalenergyi