电力变压器主绝缘电场的数值分析
超高压电力变压器主绝缘电场计算
超高压电力变压器主绝缘电场计算杭晨辉;石沛峰;鲍金春【摘要】绝缘是电力变压器的重要组成部分,它影响着电力变压器的运行可靠性以及经济性.在超高压和特高压电力变压器绝缘设计中,主绝缘电场的分析计算是绝缘结构设计的主要内容,而变压器高低压绕组间的主绝缘电场分布是主绝缘结构设计的基础.分别使用数值计算法和解析法计算了110kV变压器高低压绕组间的主绝缘电场并对计算结果进行了比较,结果显示两种方法得到的计算结果吻合较好.最后对两种方法的特点进行了总结.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2011(049)006【总页数】3页(P50-51,54)【关键词】变压器;主绝缘电场;数值计算法;解析法【作者】杭晨辉;石沛峰;鲍金春【作者单位】内蒙古电力(集团)有限责任公司,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古华电辉腾锡勒风力发电有限公司;内蒙古华电辉腾锡勒风力发电有限公司【正文语种】中文【中图分类】TM411 引言随着国民经济的发展，我国电力系统的电压等级及容量不断提高，对电力系统运行可靠性的要求也越来越高。
超高压电力变压器是电力系统中的主要设备之一，而绝缘是电力变压器的重要组成部分。
要保证超高压电力变压器运行可靠性和使用寿命，提高其经济效能，必须做好绝缘结构的设计。
外施电压下变压器主绝缘结构中的电场分布是主绝缘结构设计的基础，因此，对变压器主绝缘结构中的电场进行分析计算是十分必要的［1］。
由于结构、材料性质变化及运行工况的复杂性，变压器的电场问题基本上不能使用解析方法计算。
但是变压器绝缘结构的某些部位，其电场分布比较均匀，仍然可以使用解析法进行计算。
例如，变压器高低压绕组之间中部主绝缘电场是一个比较均匀的电场，可以采用解析计算法进行计算且精度能够满足工程需要。
近年来，随着计算机技术的进步，电场的数值计算发展很快。
有限元法具有灵活的单元剖分，在适应区域边界几何形状及媒质物理性质变异情况复杂的问题求解上［2］，有突出的优点。
大电机主绝缘端部电场分析与数值仿真
哈尔滨理Ｔ人学Ｔ学硕．１：学位论文大电机主绝缘端部电场分析与数值仿真摘要改善电机绝缘体系的制造和设计水平，可以提高我国大电机制造和设计的整体水平。
单机容量不断攀升，额定电压不断提高，对大电机绝缘系统提出了更高的要求，对于额定电压等级为２６ｋＶ的定子线棒，如何设计合理的防晕结构，成为亟待解决的问题。
首先，本文从电路角度出发，建立了各种情况下电机端部电场计算的等效电路模型；开发了基于Ｍａｔｌａｂ语言的防晕层电位分布计算软件；定性地讨论了定子线棒的额定电压、防晕层的固有电阻率、非线性系数和防晕层长度等因素对电机端部电场分布的影响。
然后根据定子线棒的结构建立了电场仿真模型，利用ＣＯＭＳＯＬＭｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ分析了三维情况下定子线棒的电场分布特性。
讨论了搭接结构和线棒转角大小对大电机端部电场分布的影响。
研究结果表明：由于线棒在空间中弯曲使转角内侧长度小于转角外侧，防晕层在转角位置内侧的电势、电场和损耗分布均高于外侧。
尤其线棒宽面上内外两侧的损耗，最大差值甚至在２倍以上。
延伸低阻区使其覆盖整个转角部分，可以消除线棒转角产生的不利影响，同时改善匝间电场分布。
搭接结构使该处场强值提高，但对其它部分电场无明显影响。
最后，通过ＣＯＭＳＯＬＭｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ二次开发模块实现了遗传算法与有限元仿真分析的结合。
调用Ｍａｌｌａｂ遗传算法工具箱对额定电压等级为２６ｋＶ的定子线棒防晕结构进行了优化设计。
优化结果显示：在３倍额定电压的作用下，线棒端部最大场强仅为起晕场强的３６．７％，防晕层最大损耗和防晕层末端对导体电位均控制在了合理范围。
此项研究可为额定电压为２６ｋＶ的定子线棒防晕层优化设计提供参考。
关键词定子线棒；防晕层；遗传算法；电场分布哈尔滨理Ｔ人学Ｔ学硕：ｌ：学位论文ａｎｔｉ—ｃｏｒｏｎａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｔａｔｏｒｂａｒｗｈｉｃｈｍｔｅｄｖｏｌｔａｇｅｉｓ２６ｋＶｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｏｌｂｏｘｃａｌｌｅｄｂｖＭａｎａｂ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｔａｔｏｒｂａｒｅｎｄｉｎｇｉｓ３６．７ｐｅｒｃｅｎｔｏｆｃｏｒｏｎａｏｎｓｅｔｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｌＯＳＳａｎｄｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆａｎｔｉ．ｃｏｒｏｎａａｒｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｉｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｒａｎｇｅ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｒｅｆｅｒｒｅｄｔｏ２６ｋＶｓｔａｔｏｒｂａｒａｎｔｉ—ｃｏｒｏｎａｌａｙｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｓｔａｔｏｒｂａｒ，ａｎｔｉ－ｃｏｒｏｎａｌａｙｅｒ，ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＩＩＩ哈尔滨理工人学丁学硕士学位论文图２．１２防晕层损耗分布图Ｆｉｇ．２－１２Ｌｏｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｎｔｉ－ｃｏｒｏｎａｌａｙｅｒ２．４防晕层电位、电场分布及损耗的计算与影响因素分析影响大电机端部电场分布的主要参数包括：定子线棒的额定电压、防晕层的固有电阻率、非线性系数，防晕层长度等，它们共同构成了ＳｉＣ防晕层的结构。
超高压电力变压器绝缘计算
研究‘j开发超高压电力变压器绝缘计算刘建军(辽-7铁道职业技术学院，辽宁锦州121000)摘要本文对SFP400000／500超高压电力变压器的绝缘进行了仿真计算。
对主绝缘电场的计算应用有限元法，计算时将主绝缘电场场域划分为三个子区域，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，找出了绝缘的薄弱环节。
对纵绝缘电场，建立了绕组在雷电过电压下的电路模型，分别计算了高、低压绕组在全波和截波作用下的电位分布和梯度分布，确定了梯度最大的油道，并计算了相应油道在的全波和截波下的绝缘裕度，为变压器绝缘设计和改进提供了理论上的参考依据。
关键词：变压器；主绝缘；电场强度；纵绝缘；绝缘裕度C a l cul at i on of t he I ns ul a t i on i n a E xt r a-hi gh V ol t a g P ow e r T r ans f or m erLi u Ji anj“肛(L i ao ni ng I nst i t ut e of R ai l w ay Technol o gy。
Ji nzh ou，L i aoni ng121000)A bs t r act I n t hi s paper，t he i nsul at i on el ect r i c f i el d i n a SFP400000／500e xt ra-hi gh vol t ag pow e rt rans for m er i s c al c ul a t e d s i m ul a t el y．The m ai n i nsul at i on el e ct r i c f i e l d is c al c ul at e d w i t h f i ni t e el em ent m et hod．t he m ai n i nsul at i on el ect r i c f i e l d ar e a is di vi ded i nt o t hr e e sub r egi ons t o c al cul at i on．The di st r i but i ons of el ect r i c pot ent i a l and t he el ect r i c f i el d i nt ensi t y i n di f f e r ent r egi ons ar e obt ai ned．ca l cul a t e d t he el ec t r i c f i e l d i nsul at i on m ar gi n of r e l at e d part s．For t he l ongi t udi nal i nsul at i on el ect r i cf i el d，es t abl i s he d ci r c ui t m od el of w i nd i ng und er t he ac t i on of t hun der l i ght ni ng e xt ra-hi gh vol tag，ca l cul a t e d t he i nsul at i on m ar gi n of cor res pond i ng oil r o ad under t he ac t i on of f ull w av e and chop ped w ave，and pr ovi ded t he t heor et i ca l r ef e re nce ba si s f or t he i nsul at i on des i gn and i m pr ove m ent．K ey w ords：t r ans for m er：m ai n i nsul at i on：el ec t r i c f i el d i nt e nsi t y：l ongi t udi na l i nsul at i on：i nsul at i on m ar gi n1引言绝缘设计是变乐器设计的主要和关键任务之500kV变压器在我国的席用最广泛，其绝缘设计的一，目前，变压器的绝缘设计还有许多问题需要解合理与否，对变压器运行的可靠性和经济性都有着决和完善，如：绝缘设计中设计裕度在各个部位不非常重要的意义。
变压器电场问题分析报告
E 矢量图 动画 20ms
25
4. U2=+100kV-->-100 kV (1)
(1) 求解器：2D瞬态，步长0.5s，时间段0－60s
U2 电压定义
26
4. U2=+100kV-->-100 kV (2)
电极1 传导电流
电极2 传导电流
27
4. U2=+100kV-->-100 kV (3)
36
4. U2=+100kV-->-100 kV (12)
电极1 位移电流
电极2 位移电流
37
4. U2=+100kV-->-100 kV (13)
电极1 充电电荷
电极2 充电电荷
38
4. U2=+100kV-->-100 kV (14)
V动画 92min
39
4. U2=+100kV-->-100 kV (15)
2.
3.
4.
2
0. 建模 建模(1)
求解问题的三维模型，沿轴向旋转10度建模
3
0.建模 建模(2) 建模
二维模型
介质1，ε1=2.3, ρ1=1x1012 ·m 介质2，ε2=4.5,ρ2=100x1012 ·m 电极2，U1，接地
电极1，U2，100kV
4
1.静电场 U2=100 kV (3) 静电场
E 幅值，中部径向直线
E 幅值中部沿轴向直线
9
1.静电场 U2=100 kV (8) 静电场
E矢量，箭头形式
E 矢量，锥形
10
1.静电场 U2=100 kV (9) 静电场
E矢量中部沿轴向直线，X分量
基于ANSYS的500kV电力变压器端部绝缘电场分析及结构优化
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ０ １— ７— ４
ＺＨＡＮＧ ｏ ｓ ｅ ｇ， ＭＡ — ｉ ｇ Ｚｈ ｕ—ｈ ｎ Ａｉｑ ｎ
（ｃｏｌｆＥｅｔｃＰ ｗ ｒ ｎ ｕｏ ａｉ ｎ ｉ ｅｎ ， ｈ ｎｈ ｉ ｎ ｅ ｉ Ｓｈｏ ｏ ｌ ｒ ｏ ｅ ｄＡ ｔｍ ｔ ｎＥ ｇｎ ｒ ｇ Ｓ ａ ｇ ａ Ｕ ｗ ￣ｔ ｃｉ ａ ｏ ｅｉ ｙ ｆ Ｅｅ ｒ ｏ ｅ， ｈ ｎ ｈｉ ００ ０ ｈｎ ｏ ｌ ｔｃＰ ｗ ｒ Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ９ ，Ｃ ｉ ） ｃｉ ａ
第 ２ 第 ４期 ８卷
２１ ０ ２年 ８月
上
海 电 力 学 院 学 报
Ｖｏ ． ８．Ｎｏ ４ １２ ．
Ｊ ｕ ａ ｏ Ｓ ａ ｇ ａ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ ｏ Ｅｌｃｒｃ Ｐ ｗｅ ｏ ｒ ｌ ｎ ｆ ｈｎ ｈｉ ｉｅ ｓ ｆ ｔ ｅｔ ｏ ｒ ｉ
Ａｕ ． ２ ２ ｇ ０１
ｓｒ ｃｕ ｅ ｏ ｔ ｉａ ｉｎ ｔｕ ｔｒ ｐ ｉ ｚ ｔ ｍ ｏ
电力 变压 器 是 电力 系统 中的关 键 设 备 之一 ，
正 常运行 对整个 电力 系统 的可 靠运行 起着 非常 关
也 是 电力 系统 中最 昂贵 和 最 重要 的设 备 之 一 ， 其
键 的作用 ． 在超 高 压 电力 变 压器 中 ， ０ Ｖ 变 压 ５０ｋ
要 ：采用 Ａ Ｓ Ｓ软件对 ５０ ｋ ＮＹ ０ Ｖ电力变压器高压绕组端部 电场进行仿真计算 ， 到了端部 电场和 电位分 得
布 图， 指出了端部 电场最大 电场强度值及其所在位置． 通过改变静电环的曲率半径 ， 减小 了绝缘层表面的最大
场 强值 ， 以优化电场分 布并确定 ５０ ｋ ０ Ｖ变压器 主绝缘 的结构尺寸 ， 为变压器的设计 和改进提供 了参考依据． 关键词 ：Ａ Ｓ Ｓ软件 ； ＮＹ 电力变压器 ； 端部绝缘 ； 电场分析 ； 结构优化
变压器主绝缘电场的解析计算与数值计算
变压器主绝缘电场的解析计算与数值计算
刘建军
【期刊名称】《沈阳工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(005)001
【摘要】解析计算法和数值计算法是变压器电场计算中常用的2种方法.通过对1台SFP一400000/500实际变压器的主绝缘中部电场采用2种方法分别进行了计算并加以比较,对解析计算法采用修正系数修正后,2种计算结果吻合较好.说明在一定条件下解析计算法可以替代数值计算法,使计算过程简化.
【总页数】3页(P56-58)
【作者】刘建军
【作者单位】辽宁铁道职业技术学院机械供电部,辽宁锦州,121000
【正文语种】中文
【中图分类】TM401
【相关文献】
1.DXF接口技术在变压器主绝缘电场分析专用软件中的应用 [J], 吕殿利;景崇友;赵浛宇;王建民;汪友华
2.电力变压器主绝缘结构对电场分布的影响 [J], 高有华;王少勃;高丹
3.电力变压器主绝缘电场的数值分析 [J], 刘凤英;韩磊;张喜乐;张萍;王浩名;张宇萌
4.220 kV牵引变压器电场仿真及主绝缘结构分析 [J], 马洪亮
5.超高压电力变压器主绝缘电场计算 [J], 杭晨辉;石沛峰;鲍金春
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干式变压器端部电场数值分析
成绩：作业题目：干式变压器端部电场数值分析学生姓名：学号：指导教师：电气与电子工程学院高电压与绝缘技术目录1 绪论1.1干式变压器端部电场数值分析目的1.2干式变压器端部绝缘结构特点2二维电场数值计算有限元方法2.1二维电场边值问题与等价变分2.2 平面电场有限元方法及其实现3 干式变压器端部电场模型3.1 物理模型3.2 数学模型及其边界条件3.3 电场分析过程3.4 计算结果4 结果分析与讨论5 参考文献1 绪论1.1 干式变压器端部电场数值分析目的由于干式变压器本身具有防暴、非燃、不污染等特点，可用于矿山、油田以及高层建筑的供电系统。
根据我国目前各变压器厂家生产制造发的干式变压器使用寿命的主要因素是长期工作电压下绝缘结构的局部放电。
一般情况下，局部放电首先出现在绝缘结构的弱点处。
因此，在进行变压器产品设计和开放时，了解干式变压器线圈端部电场的特性，使其绝缘结构设计得趋于合理，可以延长干式变压器的使用寿命，提高其经济技术指标。
1.2 干式变压器端部绝缘结构特点干式变压器的绝缘结构是：在有外壳（或者称为包封）时，分为外部绝缘和内部绝缘，它的内部和外部绝缘都是空气绝缘。
在没有外壳时，它只有内部绝缘，内部绝缘又被分成主绝缘和纵绝缘。
主绝缘是指绕组（导电部分）对地部分绝缘（试验时一绕组接试验电压，另一绕组接地）；纵绝缘则指绕组的线匝间、层间和线段（浸渍式绕组）间的绝缘。
对引线及分接开关间的绝缘，也适用同样的划分方法。
图1-1 干式变压器线圈端部绝缘结构干式变压器线圈端部绝缘结构如图1-1所示。
干式变压器的绝缘介质主要是空气，其相对介电常数ε=1。
在高压线圈的端部和外表面有一定厚度的固体包封材料，其相对介电常数ε=4.5。
绝缘介质承受的电场强度与介质的相对介电常数成反比。
故在电场的作用下，空气绝缘介质承受较大的场强。
由于干式变压器本身结构特点，故其端部是非对称的不均匀电场。
电力线穿过两种介质，即空气和固体包封绝缘，在空气和固体绝缘介质的分界面上存在电场的切向分量，也就是说，沿着高压线圈端部或者拐角处的包封绝缘表面有电场的切向分量，这是较典型的滑闪型结构。
变压器绝缘电阻及吸收比、极化指数检测
变压器绝缘电阻及吸收比、极化指数检测绝缘电阻试验是对变压器主绝缘性能的试验，主要诊断变压器由于机械、电场、温度、化学等作用及潮湿污秽等影响程度，能灵敏反映变压器绝缘整体受潮、整体劣化和绝缘贯穿性缺陷，是变压器能否投运的主要参考判据之一。
1．绝缘电阻的试验原理变压器的绝缘电阻对双绕组结构而言是表征变压器高压对低压及地、低压对高压及地、高压和低压对地等绝缘在直流电压作用下的特性。
它与上述绝缘结构在直流电压作用下所产生的充电电流、吸收电流和泄漏电流有关。
变压器的绝缘结构及产这三种电流的等效电路如图2—6所示。
图2—6 绝缘介质的等效电路U-一外施直流电压；C1一等值几何电容；C、R一表征不均匀程度和脏污等的等值电容、电阻；Rl 一绝缘电阻；iC1－电电流；iCR一吸收电流；iRi一泄漏电流；i一总电流(1)充电电流是当直流电压加到被试晶上时，对绝缘结构的几何电容进行充电形成的电流，其值决定于两极之间的几何尺寸和结构形式，并随施加电压的时间衰减很快。
当去掉直流电压时相反的放电电流。
电路中便会产生与充电电流极性(2)吸收电流是当直流电压加到被试品上时，绝缘介质的原子核与电子负荷的中心产生偏移，或偶极于缓慢转动并调整其排列方向等而产生的电流，此电流随施加电压的时间衰减较慢。
(3)泄漏电流是当直流电压加到被试品上时，绝缘内部或表面移动的带电粒子、离子和自由电子形成的电流，此电流与施加电压的时间无关，而只决定于施加的直流电压的大小。
总电流为上述三种电流的合成电流。
几种电流的时间特性曲线如图2—7所示。
图2—7直流电压作用下绝缘介质中的等值电流i－总电流；i1－吸收电流；i2充电电流；i3泄漏电流变压器的绝缘电阻是表征同一直流电压下，不同加压时间所呈现的绝缘特性变化。
绝缘电阻的变化决定于电流i的变化，它直接与施加直流电压的时间有关，一般均统一规定绝缘电阻的测定时间为一分钟。
因为，对于中小型变压器，绝缘电阻值一分钟即可基本稳定；对于大型变压器则需要较长时间才能稳定。
变压器主绝缘电场的解析计算与数值计算
[ 6] 葛为民. 变压器 电场分 析方法 研究 [ J]. 黑龙江 电力, 2005 ( 2): 87- 90.
Analytic computation and num erical calculus of transform er m ain insulation electric field
( 3)
p
其中, d0 为油间隙总距离, mm; dp 为纸板总厚度,
mm; 0 为油的 介电常数, 取 2. 2; p 为纸板的 介电常
数, 取 4. 4; Em in 为分割后油隙的最小击穿场强.
当取高压绕组入波电压为 680 kV 时, 由式 ( 3) 可
求得油道中的场强为
E=
U
d0 + 0
p
足工程上的需要. 以下把变压器电场近似为二维电场
计算. 先建立变压器主绝缘计算简化模型如图 2所示, 设其求解的区域为 , 则对变压器电场的求解可归纳
为如下的边值问题
2
2
: x2 + y2 = 0
S1: = 0
S2: n
第 1期
刘建军: 变压器主绝缘电场的解析计算与数值计算
57
式中, 为定解场域; S1 为第一类边界, 电位已知的边 界; S2 为第二类边界, 电位法向导数为 0的边界.
Um in
=
Em in K 1K 2
d0 + 0 dp
p
( 6)
式中, K 1 为考虑段间油隙、撑条、工艺等因素影响的系
数, 低压绕组取 1. 25, 高压绕组取 1. 4; K 2 为考虑绕组表
变压器端部绝缘结构参数化设计及电场分析
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｄｕ ｏ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｉａ ｅ ｔ ｃｕ ｅ ｈ ｅ ｙ ｎ ｎ ｕ ｉ ｍ ｅｅ ｔ ｃｆ ｌ ｉｔ ｂ ｔ ｎ，ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｙ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｔ ｈ ｏ ｌ ｔｄ ｓ ｕ ｔｒ ，ｔ ｅ ｖ ｒ ｏ － ｎ ￣ｒ ｌｃｒ ｅ ｄ ｄ ｓｒ ｕ ｉ ｃ ｒ ｉ ｉ ｉ ｏ ｎ ｈ ｓ ｍｍｅ － ｔ
整 端部 绝缘件 结构 尺 寸重新进 行 电场分析 ， 到满足 设计要 求 ． 直
关键 词 ： 变压 器 ；绝缘 结构 ； 参数 化设 计 ；三 维 电场 分析
中图分 类号 ： Ｍ １ Ｔ ４１ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ ７ ２ ８ （０ ２ ０ — ０ ６ ０ １０ — ６３ ２ １ ）２ ０７ — ４
２１ ０ ２年 ４月
变 压 器 端 部 绝缘 结构 参 数化 设 计 及 电场分 析
张 沛 红 单 涛 时亚 娟 齐 玉麟 杜 学承 ， ， ， ，
（． １ 哈尔滨 理工大学 电气与 电子工程学 院，黑龙 江 哈尔滨 １０ ８ ； ５ ００ ２ 哈尔滨变 压器有 限责任公 司 研发 中心 ， 龙江 哈尔滨 １０ ７ ） ． 黑 ５ ００
达 到 了 １ ０ Ｖ和 １ ０ ＭＶ ０ｋ ２ ０ Ａ ０
随着 计算 机 及计 算 技 术 的发 展 ， 计算 机 辅 助设
计 （ Ａ 技 术在 变压 器 设 计 中得 到 普遍 应 用 ， 电 Ｃ Ｄ） 从 磁设计 、 结构 参数 优化 到零 件 的参 数化 建模 ， 以及 将 模型 导入相 应软 件 对产 品进 行 电磁 场 、 温度 场 和 力 学性 能分 析 ， 为变压器 设计 质量 提供 了保 障 Ｊ ． 参数 化 设计 又 叫尺寸 驱 动 ， 是基 于几何 约 束 和 尺寸 约束 的模 型描 述方 法 ， 以人 机 交 互方 式 完 成 参 数调 整 ｊ利用参 数化 进 行 相似 产 品 设计 可提 高 效 ．
变压器绝缘电阻、吸收比、极化指数检测
变压器绝缘电阻、吸收比、极化指数的检测绝缘电阻试验是对变压器主绝缘性能的试验，主要诊断变压器由于机械、电场、温度、化学等作用及潮湿污秽等因素影响程度，能灵敏反映变压器绝缘整体受潮、整体劣化和绝缘贯穿性缺陷，主变压器能否投运的主要参考数据之一。
一、变压器绝缘电阻试验类型电力变压器的绝缘电阻试验：中小型变压器一般采用测量一分钟的直流电阻值即可；大型变压器采用测量吸收比值即：R60 / R15来判断；对特大型变压器，则应采用极化指数（R600 / R60）的测定来判断变压器的绝缘。
吸收比的测量可以反映变压器是否受潮，但特大型变压器往往会出现绝缘电阻绝对值较大时，吸收比反而偏小。
采用极化指数的测量，有助于正确判断上述所遇到的问题。
为了比较不同温度下的绝缘电阻值，GB / T6451——1999国家标准夫定了不同温度t下测量的绝缘电阻值R60换算到标准温度（20℃）时的换算公式当t＜20℃R20 = Rt / A当t＞20℃R20 = A Rt式中A为换算系数，具体见下表绝缘电阻换算系数表DL / T596—1996规程规定吸收比（10~30℃）不低于1.3和极化指数不低于1.5，且对吸收比和极化指数不进行温度换算。
在判断时，新的预试规程规定：吸收比与极化指数中任一项，达到上述要求，均应为符合标准。
美国按极化指数判断变压器绝缘状况的参考标准如下：美国“变压器维护指南”推荐参考标准表二、变压器绝缘电阻的度验方法测量部位１、二绕组变压器，应分别测量：高压绕组对低压绕组及地；低压绕组对高压绕组及地；高、低绕组对地。
共三次测量。
２、三绕组变压器，应分别测量：高压绕组对中、低压绕组及地；中压绕组对高、低压绕组及地；低压绕组对高、中压绕组及地；高、中压绕组对低压绕组及地；高、低压绕组对中压绕组及地；中、低压绕组对高压绕组及地；高、中、低压绕组对地；共七次测量。
确定测量部位是因为测量变压器绝缘电阻时，无论绕组对外壳还是绕组间的分布电容均被充电，当按不同顺序测量高压绕组和低压绕组绝缘电阻时，绕组间的电容重新充电过程不同而影响测量结果。
电力变压器主绝缘结构对电场分布的影响
电力变压器主绝缘结构对电场分布的影响摘要：随着现代经济的快速发展，人们对于电力需求量也在一定程度上增加。
油浸式电流传感器作为电力系统中重要的组成设备和使用设备，在实际的运行中安全和可靠的保证更是研究和关注的重点。
最近几年出现的油浸式电流互感器绝缘缺陷给电力系统带来了一定的安全隐患，也给人们的生命和财产带来了安全隐患。
如何更好进行相关研究和探索是目前研究工作关键，也是有进行及时研究必要。
本文在长期的探索和调查中从油浸式电流互感器的种类和特点出发，对油浸式电流互感器绝缘缺陷进行相关分析，对油浸式电流互感器绝缘缺陷带电检测分析进行说明。
关键词：油浸式电流互感器；绝缘缺陷；带电检测1前言在经济大发展的时代要求下，如何更好的保证电力工作的正常进行，保证电力工作的安全可靠逐渐成为电力公司需要考虑的首要问题。
油浸式电流互感器在实际的使用中比较广泛，存在的问题也是比较突出，为了进行更好的研究首先应该清楚和明白其中的功能以及特点。
油浸式电流互感器一般而言在耐热性的方面稍微具有一定的缺陷，相关的性能也是比较差，这就会导致在长期的使用和工作中，比较容易出现老化和易燃的情况。
由于油浸式电流互感器在实际的使用中密封性不是特别的好，具有一定的弊端，也在一定程度上给漏油现象的出现带来隐患。
经过长时间的发展和进步，经过很多人的研究和改进，油浸式电流互感器在性能的优化上，在使用的方法上，在预防的措施上都有进步，但是实际的运行情况的观察与分析中依然存在一些问题，依然在绝缘性能方面下存在缺陷，对实际的工作产生了负面影响。
在实际的工作中发生过很多因为油浸式电流传感器缺陷而引起的故障，也有很多问题的出现是由于油浸式电流传感器缺陷而引起的。
在经过产期的研究和观察，总结出了下面几个容易让油浸式电流传感器产生缺陷的方面：①内部放电的影响，有时由于末屏接触不良、电容屏断裂、绝缘纸松散故障、一次导杆金属突出物放电的影响；②主绝缘损坏，主要是由于设计方面不合理以及内部的电位分布的有问题造成；③机身过热，主要是因为接头松动以及二次开路、设计问题等对其也有着很大的影响；④异常声音和受潮的影响；⑤油检不合格也会对其造成影响。
绝缘电阻、吸收比、极化指数.wps
电力变压器绝缘电阻、吸收比与极化指数一、工作目的电力变压器是发电厂、变电站和用电部门最主要的电力设备之一，是输变电能的电器。
测量绕组绝缘电阻、吸收比和极化指数，能有效地检查出变压器绝缘整体受潮，部件表面受潮脏污，以及贯穿性的集中行缺陷，如瓷瓶破裂、引线接壳、器身内有金属接地等缺陷。
二、工作对象SL7-1000/35型电力变压器三、知识准备见第三篇第XXX章XXXXXX标题四、工作器材准备序号名称数量1 电动兆欧表1套2 试验警示围栏4组3 标示牌2个4 安全带2个5 绝缘绳2根6 低压验电笔1支7 拆线工具2套8 湿温度计1支9 计算器1个10 放电棒1支11 接地线2根12 短路铜导线2根13 高压引线1根14 低压引线1根五、工作危险点分析见第一篇第二章通用危险点六、工作接线图上图为低压对高压及地的绝缘电阻，吸收比与极化指数测试的接线图：将非被试绕组短路接地；兆欧表的输出L端接被试品端，E端接地，G端接屏蔽测量顺序为：1)低压对高压及地（abco短路接兆欧表的输出L端）2)高压对低压及地（ABCO短路接兆欧表的输出L端）1)高压、低压对地（ABCO与abco短路接兆欧表的输出L端）七、工作步骤1）检查兆欧表，将其水平放稳。
2）高压线接“L”端子，低压线接“E”端子。
接通电源，电压设置为5000V。
用导线瞬时短接“L”和“E”端子，按“启动”按钮，其指示应为“0”。
按“停止”按钮。
关掉电源。
3）“L”和“E”端子开路时，接通电源，电压设置为5000V，按“启动”按钮，指示应指“∞”。
按“停止”按钮，关掉电源。
4）将兆欧表的接地端与被试品地线连接。
5）兆欧表的高压端上接屏蔽连接线，另一端悬空，再次接通电源，指示应无明显差异。
6）将高压侧A、B、C、O用短路铜导线短接起来，同理低压短接。
7）将非测试绕组接地；先接接地端，后接被试品端。
8）将兆欧表接地；先接接地端。
9）使用专用带屏蔽的绝缘护套线，一端接“L”，“G”接屏蔽，别一端接被试品的测量端。
超高压电力变压器主绝缘电场计算
Ｍａｏ ｎ ｕａｉｎ Ｆｅｄ Ｃ ｌｕａｉｎｏ ｊｒＩ ｓｌｔ ｉｌ ａｃ ｌｔ ｆ ｏ ｏ ＵＨＶ ｒ ｎｆｒ ｒ Ｔ ａ ｓｏｍｅ
Ｈ ＮＧＣ ｅ—ｕ Ｓ Ｉ ｅｆｎ Ｂ Ｏ Ｊ —ｈ ｎ Ａ ｈｎｈ ｉ，Ｈ ｉｅｇ ，Ａ ｉ ｃｕ Ｐ － ｎ
（ｎ ｅＭ ｎｌｉ Ｐｗ ｒＧ ｏｐ Ｃ ．Ｌｄ Ｈ ｈ ｏ ０ ０ ２ ，ｈ ａ Ｉ ｏｇ ｌ ｏ ｅ（ ｒ ） ｏ ，ｔ， ｏｈｔ １０ ０ Ｃ ｉ ） ｎ ｏａ ｕ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ：ｎ ｕａｉｎ ｉ ａ ｏｔｎ ａｔｏ ｏ ｅ ａ ｓｏｍｅｓ Ｉ ａｆｃｓｒｌ ｂｌ ｙａ ｄｅ ｏ ｏ ｆｈ ｒｎ ｆｒ ｒｏ — ｔ ａ ｔ Ｉ ｓｌｔ ｓ ｎ ｉ ｒ ｔ ｒ ｆ ｗ ｒｔ ｎ ｆｒ ｒ． ｔ ｆ ｔ ｅｉ ｉｔ ｎ ｃｎ ｍｙｏ ｅｔａ ｓｏｍｅ ｐ ｏ ｍｐ ａ ｐ ｐ ｒ ｅ ａ ｉ ｔ
ｓ ａ ａ ｅｙ ｔ ａｃ ｌｔ ｈ ｉ ｓ ｌ ｔ ｎ ｆ ｌ ｅｗ ｅ ｅｈ ｇ － ｗ ｉ ｄ ｎ ｓｏ ｌ ｋ ａ ｓｏ ｅ ｎ ｏ ａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｌ ｐ ｒ ｔｌ ｏ ｃ ｕ ａｅ ｔ ｅ ｍａｎ ｉ ｕ ａ ｉ ｅｄ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ － ｗ ｎ ｉ ｇ ｆｌ Ｏ Ｖ ｔ ｎ ｆｒ ｒａ ｄ ｃ ｍｐ ｒ ａ ・ ｌ ｎ ｏ ｉ ｈ ｈｌ ｏ ｒ ｍ ｈ ・
ｍ ｉ ｏ ｔ ｔ ｆ ｅｉｓｌ ｉｎｓ ｕ ｔｒ ｄ ｓ ｎ ａｄｔｅｍ ｊｒ ｎｕａｉ ｅ ｉｒ ｕｉ ｅ ｅｎｔｅｈｇ — ｗ ｗ ｎ ｉｇ ａｎｃｎｅ ｕａ ｏ ｔ ｃ ｅ ｅｉ ，ｎ ａ ｓｌ ｏ ｆ ｌ ｄｓ ｉ ｔ ｎｂ ｔ ｅ ｉ ｌ ｉｄｎ ｓ ｎ ｏｔ ｎ ｔ ｈ ｒ ｕ ｇ ｈ ｏｉ ｔ ｎｉ ｄ ｔｂ ｏ ｗ ｈ ｈｏ
变压器绝缘电阻及吸收比、极化指数检测
变压器绝缘电阻及吸收比、极化指数检测绝缘电阻试验是对变压器主绝缘性能的试验，主要诊断变压器由于机械、电场、温度、化学等作用及潮湿污秽等影响程度，能灵敏反映变压器绝缘整体受潮、整体劣化和绝缘贯穿性缺陷，是变压器能否投运的主要参考判据之一。
1．绝缘电阻的试验原理变压器的绝缘电阻对双绕组结构而言是表征变压器高压对低压及地、低压对高压及地、高压和低压对地等绝缘在直流电压作用下的特性。
它与上述绝缘结构在直流电压作用下所产生的充电电流、吸收电流和泄漏电流有关。
变压器的绝缘结构及产这三种电流的等效电路如图2—6所示。
图2—6 绝缘介质的等效电路U-一外施直流电压；C1一等值几何电容；C、R一表征不均匀程度和脏污等的等值电容、电阻；Rl 一绝缘电阻；iC1－电电流；iCR一吸收电流；iRi一泄漏电流；i一总电流(1)充电电流是当直流电压加到被试晶上时，对绝缘结构的几何电容进行充电形成的电流，其值决定于两极之间的几何尺寸和结构形式，并随施加电压的时间衰减很快。
当去掉直流电压时相反的放电电流。
电路中便会产生与充电电流极性(2)吸收电流是当直流电压加到被试品上时，绝缘介质的原子核与电子负荷的中心产生偏移，或偶极于缓慢转动并调整其排列方向等而产生的电流，此电流随施加电压的时间衰减较慢。
(3)泄漏电流是当直流电压加到被试品上时，绝缘内部或表面移动的带电粒子、离子和自由电子形成的电流，此电流与施加电压的时间无关，而只决定于施加的直流电压的大小。
总电流为上述三种电流的合成电流。
几种电流的时间特性曲线如图2—7所示。
图2—7直流电压作用下绝缘介质中的等值电流i－总电流；i1－吸收电流；i2充电电流；i3泄漏电流变压器的绝缘电阻是表征同一直流电压下，不同加压时间所呈现的绝缘特性变化。
绝缘电阻的变化决定于电流i的变化，它直接与施加直流电压的时间有关，一般均统一规定绝缘电阻的测定时间为一分钟。
因为，对于中小型变压器，绝缘电阻值一分钟即可基本稳定；对于大型变压器则需要较长时间才能稳定。
220kV电力变压器绝缘设计
220kV电力变压器绝缘设计（第二部分）1. 高压线圈冲击耐压核算冲击耐压试验是判断变压器绝缘在雷电冲击电压下的耐电强度最基本试验，其列入变压器型式试验，包括全波和截波，本次考察其全波作用下的强度。
冲击试验对绝缘结构中的纵绝缘是严格的考验。
其核算步骤如下：查冲击系数表可知，中部出线时的全波冲击系数为2.对于双线圈变压器主绝缘结构，根据冲击测量结果，两个线圈间全波电位差为112%。
折算成为工频电压：Ug=1.12*945/(2*√2)=1.12*945/2.828=105.28/2.828=374KV绝缘裕度为：561.7/374=1.5裕度大于1.25，能够满足技术要求。
3.低压（35KV）线圈对铁芯绝缘的耐电强度核算根据冲击测量结果，在高压线圈入波时，低压线圈中部对地全波感应电位为20%，考虑到低压线圈中振荡频率很高作用时间一般小于7~8微秒，同时低压线圈到铁芯主绝缘为厚纸筒大油隙结构，因此冲击系数取为2，则算成为工频电压：Ug=0.2*945/(2*√2)=66.8KV对于35KV级，低压线圈到铁芯距离取为27mm，由此算出其最小工频击穿电压为：Ugb=28.5*（1+2.14/√m）*m=28.5*（1+2.14/√2.7）*2.7=177KV其冲击耐电裕度为：177/66.8=2.65能够满足技术要求35KV线圈的工频试验电压为85KV，考虑到端部出线及铁芯表面电场不均匀，取放大系数为1.3，则裕度为177/（1.3*85）=1.6能够满足技术要求4.端部放电电压的核算高压变压器端部绝缘设计是主绝缘设计的重要组成部分。
由于该处的电场极不均匀，且由于铁轭是辐向不对称，所以电场也是不对称的。
由于短路机械强度的要求，线圈必须支撑于铁轭（压板）上，对于66KV及以上的变压器采用垫块于隔板（角环）分隔油隙。
由于该处电场不均匀，电力线经过两种介质（变压器油和绝缘纸板），并且斜入固体介质，即存在着沿固体绝缘表面的电场切向分量，因而属于滑闪型结构，如果线圈端部出现局部放电，在电场作用下就可能发展成沿固体绝缘沿面放电。
变压器试验结果分析
变压器试验结果分析摘要：本文对电力变压器整体绝缘的各种试验方法、试验标准和通过试验结果对变压器绝缘状况的分析进行了详细阐述。
关键词：变压器绝缘试验方法结果分析1前言：电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。
而因各种类型的绝缘故障形成的事故约占全部变压器事故的85％以上，所以为保证变压器安全运行，要定期对变压器的绝缘进行试验。
以提前发现变压器绝缘缺陷及时处理事故发生的隐患。
本人工作以来经常参加变压器试验工作，积累了许多关于变压器试验方面的知识，现就变压器整体绝缘试验及试验结果所反应的变压器绝缘状况作一详细的介绍。
2 测定绝缘电阻和吸收比2.1测量绝缘电阻测量时，按“标准”规定使用兆欧表，依次测量变压器各线圈对地及线圈间的绝缘电阻。
被测线圈引线端短接，非被测线圈引线端均短路接地。
测量部位和顺序，按下表进行测量。
比较绝缘电阻的数值时，应换算到同一温度，数字表达式为：R2＝R1×1.5(t1-t2)/10 式中R1为t1温度时测得的绝缘电阻值（兆欧）R2为换算到温度为t2时测得的绝缘电值（兆欧）测量的绝缘电阻值，主要依靠各线圈历次测量结果相互比较进行判断，与上一次试验结果相比应无明显变化，一般不低于上一次值的70％。
交接试验时，一般不应低于出厂试验值的70％（相同温度下）2.2 测量吸收比及极化指数吸收比是用兆欧表对变压器加压时间为60秒和15秒时，测得绝缘电阻的比值。
吸收比对绝缘受潮反应比较灵敏。
当温度为摄氏10～30℃时吸收比不应低于1.3。
220KV及120MV A以上变压器应测量极化指数。
取十分钟和一分钟的比值，极化指数不低于1.5。
测量绝缘电阻和吸收比是检查变压器绝缘状态简便而通用的方法。
一般对绝缘受潮及局部缺陷，如瓷瓶破裂、引出线接地等，均能有效地查出。
如果测定的绝缘电阻和吸收比达不到规定值，则绝缘中肯定存在上述某种缺陷。
3泄漏电流试验试验加压标准如下表得的泄漏电流值。
探究变压器绝缘电场的相关探究
探究变压器绝缘电场的相关探究摘要：变压器作为供变电最重要的电气设备，其安全运行至关重要。
本文采用有限元电场仿真的方法，对配电变压器主绝缘电场的优化进行了分析与研究。
关键词：电场；配电变压器；主绝缘引言变压器是电网安全运行中最关键的设备之一，变压器的严重事故不但会导致自身损坏，还会中断电力供应。
因此，应对变压器的绝缘结构设计问题进行研究，但对于此问题的研究，不仅是电力变压器结构设计中一项重要而复杂的技术问题，也是电力系统安全、稳定、可靠、经济运行的关键因素之一。
1.变压器模型根据变压器电场分布的特点，可以采用二维或三维场分析。
对于二维场域为一平面区域，对于三维场，场域为三维空间区域。
严格来说，在实际的绝缘结构中的电场都是三维场，但当场强或电位受某一变量的影响很小时，则可忽略该变量，而将三维场简化为二维场，否则，必须按三维场处理。
对于本文分析的对象，利用对称性，可以简化为二维场来分析。
要对变压器的低压绕组绝缘和高低压绕组绝缘进行电场分析，则需要建立精确的绕组模型。
进行了适当的简化之后，分析的变压器模型如图1所示。
（a）低压绕组绝缘（b）高低压绕组绝缘图1 变压器模型图对此场域进行数值计算时，作如下假设。
（1）忽略变压器引线对其端部电场的影响。
（2）绕组匝间绝缘相对与场域来说尺寸非常小，可以忽略其对电场的影响。
2.绝缘电场有限元仿真图1a中有限元模型的工频耐压仿真，可以按照静电场来考虑，低压绕组加载的电压为相电压瞬时值的最大值即可。
对于左边界和上边界分别对应变压器的铁心和铁轭，可以认为是0电位；右边界和下边界满足自然比较条件，电压不需要进行设置。
按照上述的加载方式对其进行电场计算，可得到其电位及电场分布如图2所示。
（a）电位云图（b）电场云图图2 低压绕组绝缘电场计算结果分析电场的计算结果可以发现，整体电场最大值为773.39 kV/m，位于上端低压绕组饼左上方的尖角处，该场强值小于气体起晕场强。
实际的变压器模型中，绕组的截面并不是矩形的，为有一圆角的矩形，这时的电场强度会得到一定程度的改善。
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天津工业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＩＡＮＪＩＮ ＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Vol.33 No.3 June 2014
电力变压器主绝缘电场的数值分析
刘凤英 1，韩 磊 2，张喜乐 1，2，张 萍 2，王浩名 1，张宇萌 2
（1.保定天威集团有限公司，河北 保定 071056；2. 河北工业大学 电气工程学院，天津 300130）
的介质，内、外导体间的电压 U 为 10 kV. 因为电容器
的长度远大于截面半径，可忽略边缘效应，故可由公
式（1）求得 Er.
利用软件 ElecNet 建立与上述条件对应的轴对称
场计算模型，其仿真结果如图 2 所示.
电场强度/（kV·mm-1）
0.20
0.18
解析解
0.16
数值解
0.14
0.12
0.10
电场计算模型，计算了电力变压器在交流工频情况下
的主绝缘电场分布， 得到了最大电场强度及 其发生
部位.
通过计算所得到的变压器主绝缘电场及等位线
分布如图 5 所示.
8.674 92e+006 8.335 76e+006 8.096 6e+006 7.807 43e+006 7.518 27e+006 7.229 11e+006 6.939 95e+006 6.650 79e+006 6.861 62e+006 6.072 46e+006 5.783 3e+006 5.494 14e+006 5.204 97e+006 4.915 81e+006 4.626 65e+006 4.337 49e+006 4.048 82e+006 3.759 16e+006 3.47e+006 3.180 8e+006 2.891 68e+006 2.602 51e+006 2.313 35e+006 2.024 19e+006 1.735 03e+006 1.445 86e+006 1.156 7e+006 0.675 40 578 878 289 216 53.692
为了分析绝缘角环和静电环对主绝缘电场分布 的影响，在已有模型的基础上，保持其他部分不变，针 对高压绕组部分，分别考察其无角环与静电环、无角 环但有静电环以及同时放置角环和静电环的 3 种情 况，从而，确定角环及静电环对电场强度分布的影响 变化规律. 2.3.1 无角环与静电环的电场分析
在实际的建模过程中， 由于模型较复杂， 可用 AutoCAD 进行建模，然后将此模型导入 ElecNet 中. 对 于轴对称场， 必须使导入模型的铁心轴线与 ElecNet 软件默认的旋转轴（y 轴）相重合，然后将导入模型进 行旋转拉伸、赋材料属性、为绕组和静电环施加电压、 确定边界条件，并进行仿真.
摘 要： 在分析电力变压器结构特点的基础上，对典型产品建立了主绝缘电场计算模型，利用有限元计算软件进行
了数值计算，并对影响绕组端部电场的因素进行了分析，由此得到了主绝缘电场的分布、最大电场强度及其
发生部位. 通过对两类软件计算结果的比较及产品的各项绝缘试验， 相互检验了计算方法与软件结果的合
理性，为电力变压器的绝缘设计提供了有效的分析方法.
由图 5 可知，电场较集中的部位发生在调压绕组 静电环的拐角附近及调压绕组到低压绕组这一区域； 低压绕组与铁心、 各绕组间的电场近似为均匀电场； 各绕组端部之间和高压绕组到铁轭间电场为非均匀 电场. 最大电场强度为 8.675 kV/mm，发生于调压绕组 静电环上表面的临近油隙中，图 5 给出了过此部位的 电力线，图 6 为沿所示电力线的电场强度分布. 2.3 影响因素分析
0.08
0.06
0.04
0.02
0 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
距中心线距离/mm
图 3 在不同 r 时解析法与数值法的电场强度比较
Fig.3 EF stress obtained by formulated and numerical
method with radius r variation
关键词： 电力变压器；主绝缘；电场；数值分析
中图分类号： TM403.3；TM41
文献标志码： A
文章编号： １６７１－０２４Ｘ（２０14）０3－００75－０5
Numerical analysis of main insulation electric field for power transformer
距离/mm
图 6 沿电力线的电场强度分布图 Fig.6 Distribution of EF stress along electric flux line
的油纸交界面处，为 5.976 kV/mm，相应的绝缘裕度为 1.16. 2.3.2 无角环和有静电环的电场分析
高压绕组端部无角环和有静电环时的电场分布 如图 8 所示，此部分最大场强发生在高压绕组静电环 左上角油纸交界面处， 最大电场强度约为 3.920 kV/ mm， 对应的绝缘裕度为 1.23. 高压绕组的油纸交界面 处电场强度为 3.881 kV/mm，其绝缘裕度为 1.73. 加入 静电环后，电场强度有了明显下降，最大电场强度由 高压绕组油纸交界面处移到静电环的油纸交界面处， 且绝缘裕度显著提高.
铁轭
压板
图 2 电场强度分布云图 Fig.2 Distribution of EF stress
180 666 175 853 171 039 166 226 161 413 15 659 151 786 146 972 142 159 137 346 132 532 127 719 122 905 118 092 113 279 108 465 103 652 98 838.4 94 025 89 211.6 84 398.2 79 584.8 74 771.4 69 958 65 144.6 60 331.2
1 对通用软件计算结果的测试
同心圆柱电容器结构如图 1 所示. 具有单一均匀介质的同心圆柱电容器间的电场 强度为：
收稿日期： 2014-03-10 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（51207042） 通信作者： 刘凤英（1961—），女，高级工程师，E-mail：lfy@
— 76 —
电场分布和场量结果，但容易受到构建模型及材料属 性等因素的影响，因此，该方法的工程有效性仍然需 要在产品实际应用中检验与完善. 本文就是通过对一 台典型电力变压器主绝缘电场进行模型构建及数值 分析，并利用同类软件计算结果的比较及产品绝缘试 验，相互检验计算方法与软件的合理性，为电力变压 器的绝缘结构设计提供有效的分析方法.
天津工业大学学报
第 33 卷
r
a
b
Er Emax
Emin
a
b
图 1 同心圆柱电容器
Fig.1 Cylindrical capacitor
Er =
U rln b
a
（1）
式中：U 为电极间电压（kV）； a、b 分别为内、外电极的
半径（mm）.
现设同心圆柱电容器的长度 L 为 1 000 mm，内径
a 为 50 mm，外径 b 为 150 mm，其间充满介电常数为 ε
图 3 所示为在不同 r 时解析法与数值法电场强度 的比较. 从图 3 中不难发现， 这 2 种方法所得结果几 乎相吻合，而且相对误差在 0.05%~1.04%之间. 由此可 知，通用电场软件ElecNet 的计算结果合理、可靠.
静电环 铁心
绝缘纸筒 绝缘纸
低压绕组 调压绕组 中压绕组
高压绕组
图 4 主绝缘电场简化模型 Fig.4 Simplified model of main insulation EF
LIU Feng-ying1， HAN Lei2， ZHANG Xi-le1，2， ZHANG Ping2， WANG Hao-ming1， ZHANG Yu-meng2
（1.Baoding Tianwei Group Co Ltd， Baoding 071056， China； 2.College of Electronic Engineering， Hebei University of Technology，Tianjin 300130, China） Abstract： On the basis of analyzing the characteristics and the structure for a power transformer, the calculation model of main insulation electric field （EF） is established. Then, the numerical calculation and influencing factors analysis of the winding end electric field are done by using finite element calculation software. Thus the distribution of main insulation electric field and maximum electric field stress are obtained respectively. Through the comparison of calculation results and the insulation tests of products， the rationality of the calculation methods is examined mutually. Therefore, an efficient analysis method is provided for the insulation design of power transformer. Key words： power transformer； main insulation； electric field（EF）； numerical analysis