換流變壓器油紙絕緣結(jié)構(gòu)瞬態(tài)電場的計(jì)算方法研究.pdf

1、換流變壓器是特高壓直流輸電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。換流變壓器閥側(cè)繞組在運(yùn)行過程中承受直流、交流復(fù)合電場的作用，還承受極性反轉(zhuǎn)電壓的作用，因而其內(nèi)部電場分布、空間電荷的積聚與消散特性等都與普通電力變壓器存在很大差異。
　　 本文針對換流變壓器油–紙絕緣結(jié)構(gòu)中瞬態(tài)電場的計(jì)算問題，利用罰函數(shù)法整合有限元邊界條件，建立了完整的以節(jié)點(diǎn)電位為變量的狀態(tài)方程。同時(shí)為了模擬極性反轉(zhuǎn)時(shí)邊界電位發(fā)生的階躍變化，在狀態(tài)方程的輸入項(xiàng)中引入沖激函數(shù)，沖擊函

2、數(shù)的強(qiáng)度代表了邊界電位發(fā)生階躍變化時(shí)的變化量。利用沖激函數(shù)的積分特性，可以方便的對極性反轉(zhuǎn)瞬態(tài)電場進(jìn)行求解。
　　 由于換流變壓器絕緣結(jié)構(gòu)中的油浸紙、紙板等的電導(dǎo)率呈各向異性、非線性特性，本文推導(dǎo)了考慮絕緣材料各向異性及非線性特性的有限元離散形式。
　　 通過對一個(gè)有解析解的簡單模型進(jìn)行分析，對比了求解有限元狀態(tài)方程常用的幾種數(shù)值方法。從數(shù)值結(jié)果來看，利用狀態(tài)空間法求解線性媒質(zhì)問題的有限元狀態(tài)方程，可以得到較高精度的數(shù)值