600kV换流变压器套管损耗与温度场分析

"600kV换流变压器套管损耗及温度场分析" 600kV换流变压器是电力系统中的关键设备，其套管作为连接变压器与外部电路的重要部件，其性能直接影响到整个系统的稳定运行。换流变压器套管在运行过程中，由于绝缘电介质发热和导电介质涡流发热，会导致套管内部温度升高，长时间的高温状态会加速绝缘材料的老化，严重时可能引发热击穿，从而缩短套管的使用寿命。 本文由冀田和林莘两位专家进行了深入的研究，他们分别是一位硕士研究生和一位教授，专注于超、特高压输电设备的仿真计算和高电压与绝缘技术等领域。通过建立600kV换流变压器套管的有限元模型，他们能够准确地计算出套管在工频电压下的电场分布。利用这种方法，可以获取套管内部不同绝缘材料的介质损耗值，这些损耗是由于电场作用下介质内部的电荷振动产生的热量。 此外，研究还建立了套管法兰和导杆的三维有限元模型，用于分析在额定电流下磁感应强度的分布，从而得出导杆和法兰的涡流损耗值。涡流损耗源于导体在交变磁场中产生的环流电流，这些环流会产生额外的热量。通过对这两个损耗源的综合分析，可以全面理解套管的温升情况。 进一步，研究团队通过计算套管在介质损耗和涡流损耗共同作用下的温度场分布，揭示了套管内部的温度分布规律。结果显示，在环境温度为10℃的情况下，套管内部的最大温升约为76℃，这远低于套管的最大允许温升值90℃，证明了套管设计的合理性。这种分析方法可以替代实际的温升试验，降低试验成本。 关键词涵盖电机与电器、换流变压器套管、介质损耗、涡流损耗和有限元法，这表明该研究涵盖了电力系统中关键设备的关键问题，对于优化设计、提高设备运行安全性和经济性具有重要意义。这项工作对600kV换流变压器套管的性能评估和改进提供了科学依据，有助于提升我国高压直流输电领域的技术水平。