关于500kv电力变压器主绝缘电场的有限元计算

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第45卷第9期蠢珏毫Vo1．45No．92008年9月September2008500kV电力变压器主绝缘电场的有限元计算刘建军，一，李岩(1．沈阳工业大学特种电机研究所，辽宁沈阳110023；2．辽宁铁道职业技术学院，辽宁锦州121000)摘要：对一台500kV电力变压器进行了主绝缘电场的计算，得出了各区域中的电位分布和电场强度分布，并计算了相关的绝缘裕度。关键词：变压器；主绝缘；电场强度；有限元中图分类号：TM40l．1．文献标识码：B文章编号：1001—8425(2008)09—

2、0001—04●_●●●．．．CalculationofMainl：nsUlation。Electric—Field．in，’500W．。PowerTransformerwithFEMLIUJian-jun’一，LIYan’(1．ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110023，China；2．LiaoningRailwayVocationalandTechnicalCollege。Jinzhou121000，China)Abstract：Themaininsulationelectricf

3、ieldina500kVpowertransformeriscalculated．Thedistributionsofelectricpotentialandelectricfieldintensityindiferentareasarede—rived．Theinsulationmarginiscalculated．Keywords：Transformer；Maininsulation；Electricfieldintensity；FEM雷电冲击截波：l675kVI刖昌操作冲击：l175kV在超高压电力变压器中，500kV变压器在

4、我国lmin工频：680kV的应用比较广泛，其绝缘设计的合理与否，对变压器高压中性点：运行的可靠性和经济性都有着非常重要的意义。笔全波冲击：325kV者应用有限元法对一台SFP一400000／500电力变压lmin工频：140kV器主绝缘电场进行了计算。其将主绝缘电场划分为低压端：三个区域，得到了各部分的电位线分布、电场强度分雷电冲击全波：125kV布和电场强度矢量分布图，并计算了相关的绝缘裕雷电冲击截波：140kV度，为变压器的工程设计提供了理论上的参考依据。lmin工频：55kV计算时将主绝缘电场划分为下端部、上端部和2SFP一

5、4O00OO／5OO电力变压器主绝缘电场中部分别进行计算。分析2．1下端部电场的计算SFP一400000／500电力变压器为三相双绕组无对主绝缘电场下端部建立的计算模型如图l所励磁调压电力变压器，高压为中部出线，低压为端部示。高压绕组末端电位为140kV，低压绕组下端部接出线，额定电压为(525+2x2．5％)／20kV，其绝缘水平地，电位为零。模型左边界为铁,b#l-表面，电位为零，如下：属于第一类齐次边界。下边界为下部铁轭的上表面，高压端：电位为零，为一类齐次边界[11。上边界和右边界为第雷电冲击全波：l550kV二类齐次边界条

6、件，自然满足。对此模型进行计算得维普资讯http://www.cqvip.com2变珏罄第45卷组内表面处，且高压绕组端部内侧拐角处的电位线绝缘纸筒比较密集，场强最大点在高压绕组端部内侧拐角处，／、油高油低道压最大值约为8．7kV／mm。由矢量分布图也可以看出压绕道绕组越是临近高压绕组内表面拐角处，场强矢量分布越组不均匀。高、低压绕组之间的最大油隙是9mm，查表得其允许击穿场强为10．5kV／mmf2’31，绝缘裕度为铁心，角环下铁轭10．5／8．7--1．l。其他油道均小于9mm，允许击穿场强一，bn／『__／lc／f更大绝缘裕度

7、在1．2l之上。’端圈对下端部主绝缘电场，选取了两条典型路径和cd(如图l所示)，计算了沿这两条路径的电场分布，计算结果如图4和图5所示。由图4可以看出，—I场强最大点在高压绕组内表面上，在线上a点处图1下端部计算模型场强最大，为8．8kV／mm，与图2所示的值吻合。沿Fig．1Calculationmodelofthefieldregiononthecd线分布时，场强最大值出现在高压绕组端部的内belowend表面c点处，由图5可得场强最大值为7．3kV／mm，到的端部电位线分布如图2所示，电场强度矢量分说明沿cd方向的场强小于沿

8、方向的值。布如图3所示。图4沿高、低压绕组之间a6线场强分布Fig．4ElectricfieldintensitydistributionalongLineabbetweenHVandLVwindings图2下端部电位线分布Fig．2