换流变压器绝缘结构分析

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特高压变压器绝缘资料

2 特高压变压器绝缘设计分析

主绝缘设计重点是在各种试验工况下, 对各油隙及电极表面场强均按无起始局部放电场强进行严格控制, 以确保主绝缘的可靠性。纵绝缘结构研究重点是计算分析在各种试验电压下高压线圈饼间绝缘强度, 尤其是重点校核雷电冲击电压下各线圈的冲击电压特性, 确保纵绝缘结构满足耐受雷电冲击电压绝缘强度的要求
2. 2 特高压换流变绝缘设计

换流变压器阀侧绕组除承受交流电压、雷电冲击电压和操作过电压外, 还承受直流电压、直流与交流的复合电压和系统发生潮流反转时产生的极性反转电压的作用( 网侧绕组承受交流电压、工频交流感应和外施试验电压、雷电冲击电压和操作过电压等多种试验) 。换流变压器网侧绕组的主、纵绝缘结构与常规直流类似, 绝缘设计的关键在于阀侧绕组的主、纵绝缘结构。向上特高压直流工程换流变压器与? 500 kV 直流输电工程用换流变压器相比, 雷电和操作冲击的水平提高的不多, 而交流长时外施、直流长时和直流极性反转耐压水平有大幅度的提高。线圈排列方式为: 铁心- 调压线圈- 网侧线圈- 阀侧线圈- 油箱, 如图 9 所示。由于绕组绝缘水平的提高, 要相应增加线圈之间及端部绝缘的主绝缘距离。通过增加角环、纸筒和纸圈的数量, 并合理地布置, 来保证绝缘结构在交流、直流和极性反转电压作用下电场的合理分布, 有效地提高油、纸绝缘结构的绝缘强度。在特高压换流变压器结缘设计过程中, 分别对阀侧线圈在长时 AC 外施试验电压、 DC带局部放电测量的耐压试验电压、极性反转试验电压下的电场进行了反复的计算分析, 并在此基础上不断优化结构, 以保证绝缘结构在各种作用电压下都有足够的绝缘裕度。特高压换流变压器的网侧绕组首端要承受全波1550 kV 的雷电冲击电压, 网侧线圈可采用纠结连续式, 线圈首端若干段为纠结段。在网侧线圈的上下端部设置静电板, 以改善线圈端部电场分布, 提高绝缘强度。

变压器的绝缘结构设计

变压器的绝缘结构设计【摘要】随着中国经济持续健康高速发展，电力需求持续快速增长，中国电力建设的迅猛发展带动了中国变压器制造行业的发展。

变压器是电力系统中极其重要的输变电设备，变压器在电力设备中属于一次设备的范畴，其行业发展与电力工业的整体发展密切相关。

变压器在电网中运行时，除承受正常状况下的电压和电流的作用外，还要承受各种短时的异常电压和电流的作用。

因此，变压器在设计和制造时，必须考虑在各种情况下有足够的安全可靠性。

【关键词】变压器；绝缘结构；设计0引言随着全球经济的快速发展，社会生活对电气的依赖程度大大提高；随着系统容量的不断增大，对电力输送系统的可靠性也要求提高，因此系统对供电设备的质量要求也比过去严格。

变压器作为电力系统的关键设备，其质量高低直接影响着这个电力系统的可靠性。

电力变压器向高电压、大容量方向发展的同时，各种产品都向高可靠性、节能型、环保型、紧凑型、个性化方向发展。

各变压器生产厂商，在研发高电压、大容量产品的同时，也在对现有产品性能进行提高。

如何设计、制造出高质量的产品，已经成为广大电力系统的客户和各大制造厂家共同关注的问题。

1研究动态国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅提高。

国内企业生产的变压器品种包括超高压变压器、换流变压器、全密封式变压器、环氧树脂干式变压器、卷铁心变压器、组合式变压器。

此外，随着新材料、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的变压器。

我们可从2006年至2008年3年的数据中看出变压器行业的迅速发展。

2006年1-12月，中国变压器、整流器和电感器制造行业实现累计工业总产值120,819,509,000元，比上年同期增长了31.07%；实现累计产品销售收入116,898,938,000元，比上年同期增长了33.60%；实现累计利润总额6,240,741,000元，比上年同期增长了36.76%。

换流变压器结构

换流变压器结构引言换流变压器是一种用于直流输电系统的关键设备，它起到将交流电转换为直流电的作用。

在直流输电系统中，换流变压器的结构设计至关重要，它直接影响到系统的安全性、可靠性和效率。

本文将对换流变压器的结构进行全面、详细、完整和深入的探讨。

换流变压器的基本结构换流变压器由变压器油箱、高压绕组、低压绕组、换流阀及相关附件组成。

变压器油箱变压器油箱是换流变压器的外壳，通常采用钢板焊接而成。

它起到保护内部元件的作用，同时提供足够的机械强度和防护等级，防止外界的电磁干扰和渗水。

高压绕组高压绕组是换流变压器中的主要部分，它由大量的线圈组成，布置在铁芯上。

高压绕组用于将交流电源转换为直流电压，并经由换流阀输出。

低压绕组低压绕组是换流变压器中的另一个重要部分，它位于高压绕组的附近。

低压绕组用于输送电流，将直流电流从换流阀返回到系统。

换流阀换流阀是换流变压器中的核心部件，它起到将交流电转换为直流电或反之的作用。

换流阀通常由多个晶闸管组成，通过控制晶闸管的导通和关断实现电流的方向改变。

相关附件换流变压器还包括一些相关的附件，如冷却系统、监测和保护系统、控制系统等。

这些附件起到辅助和保护的作用，提高换流变压器的性能和可靠性。

换流变压器通过不断地控制换流阀的开关状态，将交流电转换为直流电或反之。

其工作原理可以简述如下：1.高压绕组接收交流电源输入，将交流电转换为高压直流电。

2.高压直流电经由换流阀输出到输电线路。

3.低压绕组接收经过输电线路返回的直流电流，将其转换为低压直流电。

4.低压直流电通过换流阀输出到系统。

5.通过控制换流阀的导通和关断，实现电流的方向改变。

换流变压器的性能要求换流变压器的性能要求非常严格，主要包括以下几个方面：可靠性换流变压器在输电系统中起到关键作用，因此其可靠性是非常重要的。

它需要能够长时间稳定运行，保证系统的可靠供电。

效率换流变压器应尽可能地提高能量转换效率，减少能量损耗。

高效的换流变压器能够节约能源，并减少对环境的影响。

±400kV换流变压器主绝缘结构研究

本文以±400kV换流变压器为例，详细分析了变压器的总体结构、交流电场计算、直流电场计算，给出了等电位和电场强度分布云图。

计算结果表明，该换流变压器绝缘结构布置合理，安全系数满足设计要求。

1.引言换流变压器作为直流输电系统中最重要的设备，其运行的可靠性至关重要。

换流变压器工作中不仅承受交流过电压，还要承受直流、交流与直流叠加、极性反转电压等作用，同时材料电导率受环境因素影响较大，直流绝缘设计较困难，因此，主绝缘结构设计是换流变压器设计工作的主要难点（李文平，陈志伟，±800kV直流输电工程用换流变压器主绝缘结构的研究：电力设备，2007）。

2.换流变压器总体结构和试验电压本文以特变电工印度能源公司生产的直流工程Vizag站±400kV换流变压器ZZDFPSZ-201200/400为分析模型，产品的实际外形如图1所示。

该换流变压器采用单相双绕组方案，铁心为单相四柱式结构，中间两个主柱上套绕组，外边两个旁柱作为磁通回路，不套绕组。

两个主柱上的绕组在电气上并联连接，柱1阀绕组三相Y型连接，柱2阀绕组三相D型连接，换流变压器的绕组接线如图2所示。

图1 算例产品实际结构图图2 算例产品绕组接线图换流变压器正常工作时承受的电压较多，包括雷电冲击电压（全波）、雷电冲击电压（截波）、操作过电压、长时工频电压、直流耐受电压的作用。

其各个绕组的试验电压如表1所示。

表1 各绕组不同线端的试验电压名称雷电全波雷电截波操作波直流耐受电压长时工频网侧绕组/kV 13001430 1050- 365阀侧绕组/kV 450530 442147 1133.换流变压器电场分析计算±400kV换流变压器的主绝缘结构包括绝缘纸、纸板、成型件及变压器油，与普通的变压器相比较，换流变压器阀侧在运行时不但承受交流和雷电冲击电压的作用，还要承受直流电压作用以及极性反转电场的作用，电压突变时极易造成绝缘材料的损坏。

电力变压器端部绝缘结构分析

山东大学工学硕士学位论文电力变压器端部绝缘结构参数化设计及电场分析摘要电力变压器是电力系统中重要的电气设备，其故障绝大多数由于绝缘结构遭到损坏而引起。

电力变压器绝缘结构设计的合理性很大程度上决定了变压器的安全可靠运行和使用寿命。

为了合理的进行绝缘结构设计，使其具有一定的绝缘裕度，必须了解绝缘结构中的电场分布、最大场强值及其出现位置，所以有必要对变压器的关键区域进行电场分析。

本文以一台型号为SFSZ11-63000/220的三绕组电力变压器为例，利用VB编程语言及三维机械设计软件Pro/E完成了变压器端部绝缘结构的参数化建模，并能够将模型导入到有限元分析软件Ansoft中进行电场分析在电场分析方面，本文利用Ansoft软件分别对变压器绕组端部、高压上夹件肢板区域及套管均压球区域进行了电场的三维分析。

通过对绕组端部电场不同区域的详细分析，得到电场最大值及其出现位置，为绝缘结构设计提供了依据。

在高压上夹件肢板区域电场分析方面，本文给出了肢板区域的电场分布，通过比较二维和三维分析结果，说明在不对称结构中，二维分析方法只能考虑到平面上的电极，应用二维分析方法不能获得准确的分析结果。

并在电场分析基础上，讨论了高压引线布置方式对肢板表面电场的影响，提出了在肢板表面覆盖绝缘层的方法来降低场强，通过对不同绝缘层厚度的分析，对该区域绝缘结构进行了改进，为超高压电力变压器绝缘结构设计提供了方法和依据。

本文最后对套管均压球区域电场进行了详细分析，讨论了均压球圆角半径及升高座直径对电场强度最大值的影响，并在满足绝缘要求的前提下，从变压器制造成本上考虑，对该处绝缘结构进行了优化。

关键词电力变压器；有限元法；绝缘结构；电场分布；电压分布- I-山东大学工学硕士学位论文Parametric Design of Insulation Structure and Analysis of the Electric Field at Winding End of TransformerAbstractPower transformer is the important electric apparatus in power system, and the power transformer fault is mostly due to the insulation breakdown. Reliable operation and service life of the power transformer largely depend on the rationality of power transformer insulation structure design. In order to design insulation structure reasonably, having a certain degree of insulation margin, we must know that the electric field distribution in the insulation structure, the maximum electric intensity value and its position, so it is necessary to analyze the electric field of transformer critical zones.Taking a three-coil SFSZ11-63000/220 as an example, this paper developed the parametric modeling of insulation structure at the winding end using VB and Pro/E, and the model can be imported to FEM software Ansoft.This paper analyzed the electric field of winding end, high voltage upper yoke clamping zone and bushing shielding ball zone using 3D analysis method by Ansoft software. The maximum electric intensity value and its position were obtained through a detailed analysis of the electric field at the winding end. The methods and results can provide a useful reference for insulation structure design.In terms of electric field analysis in high voltage upper yoke clamping zone, the electric field distribution of limb was shown in this paper. It is also illustrated that 2D analysis method can only take into account the electrode which belongs to the plane in the asymmetric structure, so 2D analysis method can not obtain the accurate analysis result. On the basic of electric field analysis, the paper studied the impact of HV lead layout mode on the electric field of limb, and presented the method that covers the insulating layer on the limb surface to reduce the electric field intensity around the limb. After analyzing the electric field with different insulation layer thicknesses, the insulation structure has been developed. All the methods can provide a useful reference for ultrahigh voltage power transformer insulation structure design.At last, the paper analyzed the electric field of bushing and shielding ball zone- II-山东大学工学硕士学位论文detailedly, and studied the impact of shielding ball radius and hoist seat diameter on the maximum electric intensity value of shielding ball. Then, the insulation structure was improved based on the transformer manufacturing cost when the insulation margin was satisfied.Keywords power transformer, finite element method, insulation structure, electric field distribution, voltage distribution- III-山东大学工学硕士学位论文目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。

特高压变压器绝缘

4 结语

目前, 特高压交流变压器、特高压直流换流变压器均已研制成功, 并投入运行, 充分验证了特高压变压器( 换流变) 绝缘结构设计方案的可行性。国家电网公司正在组织研制更大容量的特高压交流变压器和更高电压等级、更大容量的换流变压器。
3 特高压变压器(换流变)关键绝缘国产化
1000kv超高压变压器
国家电网公司大力支持和推动提高特高压变压器、换流变绝缘材料和出线装置的国产化工作, 并将组织变压器厂家、绝缘件厂家和相关套管厂家从交流变压器、低端换流变压器阀侧引线装置和套管入手, 开发交流变压器、低端换流变压器国产化阀侧引线装置和套管, 积极考虑在后续工程中挂网试运行。
2. 2 特高压换流变绝缘设计

换流变压器阀侧绕组除承受交流电压、雷电冲击电压和操作过电压外, 还承受直流电压、直流与交流的复合电压和系统发生潮流反转时产生的极性反转电压的作用( 网侧绕组承受交流电压、工频交流感应和外施试验电压、雷电冲击电压和操作过电压等多种试验) 。换流变压器网侧绕组的主、纵绝缘结构与常规直流类似, 绝缘设计的关键在于阀侧绕组的主、纵绝缘结构。向上特高压直流工程换流变压器与? 500 kV 直流输电工程用换流变压器相比, 雷电和操作冲击的水平提高的不多, 而交流长时外施、直流长时和直流极性反转耐压水平有大幅度的提高。线圈排列方式为: 铁心- 调压线圈- 网侧线圈- 阀侧线圈- 油箱, 如图 9 所示。由于绕组绝缘水平的提高, 要相应增加线圈之间及端部绝缘的主绝缘距离。通过增加角环、纸筒和纸圈的数量, 并合理地布置, 来保证绝缘结构在交流、直流和极性反转电压作用下电场的合理分布, 有效地提高油、纸绝缘结构的绝缘强度。在特高压换流变压器结缘设计过程中, 分别对阀侧线圈在长时 AC 外施试验电压、 DC带局部放电测量的耐压试验电压、极性反转试验电压下的电场进行了反复的计算分析, 并在此基础上不断优化结构, 以保证绝缘结构在各种作用电压下都有足够的绝缘裕度。特高压换流变压器的网侧绕组首端要承受全波1550 kV 的雷电冲击电压, 网侧线圈可采用纠结连续式, 线圈首端若干段为纠结段。在网侧线圈的上下端部设置静电板, 以改善线圈端部电场分布, 提高绝缘强度。

换流变压器阀侧套管油纸绝缘研究现状

换流变压器阀侧套管油纸绝缘研究现状杜伯学;朱闻博;李进;姜金鹏【摘要】换流变压器作为连接高压直流输电系统交流侧和直流侧的关键设备,其阀侧出线装置可靠性直接关系到电力系统的安全稳定运行.油纸绝缘作为阀侧出线装置的主绝缘,长期受到交/直流复合电场以及极性反转等复杂工况的影响,在受到电场、热场以及机械应力等多场耦合作用下易发生绝缘劣化积累空间电荷,而油纸绝缘介电参数和电导参数的不匹配也将使得界面电荷积累严重,导致沿面闪络或绝缘击穿,这也是目前换流变压器阀侧出线装置油纸绝缘结构发展面临的严峻问题.本文综合国内外研究现状论述了换流变压器阀侧出线装置油纸绝缘研究进展,分析了油纸绝缘在不同环境工况下电荷行为、局部放电和击穿特性,探讨了电场、温度、水分、老化等因素对其的影响,并对绝缘纸改性进行论述,展望了未来换流变压器阀侧出线装置油纸绝缘结构改性的发展趋势.这些研究成果的总结能为油纸绝缘材料的发展、改善提供参考和借鉴.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2019(034)006【总页数】10页(P1300-1309)【关键词】换流变压器;油纸绝缘;空间电荷;介电参数【作者】杜伯学;朱闻博;李进;姜金鹏【作者单位】天津大学电气自动化与信息工程学院天津 300072;天津大学电气自动化与信息工程学院天津 300072;天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072;天津大学电气自动化与信息工程学院天津 300072【正文语种】中文【中图分类】TM85针对我国日益严重的大气污染问题，国务院颁布实施《大气污染防治行动计划》，要求加快调整能源结构，增加清洁能源供应，全面淘汰和替代低效、重污染的传统用能方式，同时还规划建设12条重点输电通道。

近五年，国家电网公司已陆续建成投运数个±800kV/7 200MW和±800kV/8 000MW输电项目，在“十三五”中后期还将加快推进“五交八直”及后续特高压输电工程[1]。

±400 kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计

第41卷第6期2021年6月电力自动化设备Electric Power Automation Equipment Vol.41No.6 Jun.2021±400kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计张施令1，彭宗仁2，宁鑫3，田汇冬2（1.国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆401123；2.西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西西安710049；3.国网四川省电力公司电力科学研究院，四川成都610072）摘要：±400kV换流变压器阀侧套管的设计裕度均低于特高压等级换流变压器套管，且±400kV换流变压器阀侧套管在换流阀厅用量较大，因此有必要针对±400kV换流变压器阀侧套管绝缘结构设计进行具体分析讨论。

分析了±400kV换流变压器阀侧套管双导电管结构的发热机理，从理论解析角度给出了双导电管结构的设计尺寸，进一步优化设计了套管的芯体绝缘结构，从内、外绝缘配合的角度给出了套管的外绝缘设计方案，并对其整体电场分布情况进行了校核计算：工作电压下其径向电场强度控制在3.11kV／mm，工频耐压下其轴向电场强度控制在0.51kV／mm，均满足±400kV换流变压器阀侧套管设计电场强度控制要求。

对研制完成的±400kV换流变压器阀侧套管进行型式实验，结果表明所研制的套管通过了工频干耐受电压试验并局部放电测量、雷电冲击干耐受电压试验和温升试验等典型型式试验。

关键词：±400kV换流变压器阀侧套管；双导电管结构；优化设计；电场强度控制中图分类号：TM216+.5文献标志码：A DOI：10.16081/j.epae.2021060230引言换流变压器套管一直是制约我国超特高压主设备全面国产化的瓶颈问题之一，近年来随着我国超特高压工程的加速推进，这种矛盾显得更加突出［1-5］。

目前各电压等级换流变压器套管广泛应用于换流站中，其主绝缘结构普遍采用环氧套筒SF6气体绝缘和环氧芯体固体绝缘结构型式。

换流变压器结构

换流变压器结构一、引言换流变压器（Rectifier Transformer）是一种特殊的变压器，主要用于直流输电和电力系统中的直流设备供电。

它具有多种功能，如变换电压、整流、滤波和隔离等。

本文将详细介绍换流变压器的结构。

二、基本结构换流变压器由高压侧、低压侧和中性点组成。

其基本结构包括铁心、绕组、油箱和配件。

1.铁心铁心是换流变压器的核心部分，由硅钢片叠加而成。

硅钢片具有低磁导率和高电阻率，能够有效地减少铁损耗和涡流损耗。

2.绕组绕组是换流变压器的重要部分，包括高压侧绕组、低压侧绕组和中性点绕组。

它们都由导线或箔制成，并按照特定的方式连接在一起。

3.油箱油箱是装载绝缘油的容器，它能够保护绝缘材料免受污染和氧化。

同时，它还能够提供冷却系统以控制温度。

4.配件配件包括油泵、油位计、温度计、阀门和管道等。

它们能够保证换流变压器的正常运行和维护。

三、详细结构换流变压器的详细结构包括高压侧绕组、低压侧绕组、中性点绕组、油箱、冷却系统和配件。

1.高压侧绕组高压侧绕组是换流变压器的主要部分，它由多个线圈叠加而成。

这些线圈通常由铜箔制成，以减少电阻和损耗。

高压侧绕组还包括连接线和引出线。

2.低压侧绕组低压侧绕组也是由多个线圈叠加而成，但通常比高压侧绕组更大。

它也由铜箔制成，并通过连接线与高压侧绕组相连。

3.中性点绕组中性点是一个接地点，用于保护设备免受电击。

中性点还包括一些额外的线圈，以减少电磁干扰和噪音。

4.油箱油箱是一个密封的容器，用于装载变压器油。

它通常由钢制成，具有足够的强度和耐腐蚀性。

油箱还包括一些附件，如油泵、油位计、温度计、阀门和管道等。

5.冷却系统冷却系统用于控制换流变压器的温度。

它通常由散热器和风扇组成，能够将变压器产生的热量散发出去。

6.配件配件包括各种阀门、管道和传感器等。

它们能够保证换流变压器的正常运行和维护。

四、总结换流变压器是一种特殊的变压器，具有多种功能。

其基本结构包括铁心、绕组、油箱和配件。

换流变压器线圈端部绝缘设计分析

换流变压器线圈端部绝缘设计分析技术中心直流部宋承志摘要:本文在简要分析换流变压器线圈端部电场的基础上，对换流变压器的静电板设计原则、角环布置方式进行了分析并以云广±600kV换流变压器部分端部绝缘装配问题进行了介绍。

关键字：端部绝缘场强角环换流变压器阀侧绕组除承受交流电压、雷电冲击电压和操作过电压外，还承受直流电压、直流与交流的复合电压和系统发生潮流反转时产生的极性反转电压的作用，所以绝缘设计的关键在于阀侧绕组的主、纵绝缘结构。

线圈端部绝缘是主绝缘的重要组成部分，也是换流变压器运行中绝缘损坏的多发部位，所以设计中线圈端部到铁轭之间的绝缘需要重点把握。

电力变压器线圈端部绝缘设计，既要确保其耐电强度，又要保证其机械特性的重要结构部分，因此端部绝缘必须满足绝缘水平和绝缘试验标准（GB1094.3-2003）要求，同时还应具有承受短路电流的能力（GB1094.5-2008）。

设计中不难发现，绕组对铁轭的距离要比绕组间大很多，这是因为绕组端部对铁轭间的电场不但很不均匀而且有很强的与绝缘层相平行的切线分量，以致很容易发生滑闪放电。

而且如图1可知，在可能出现表面滑闪的结构中，仅增长沿面距离l对提高工频及冲击耐压已作用不大。

图1 绝缘厚度δ及d或沿面距离l对油中导线间工频1min耐压值的影响为此，在布置对铁轭的绝缘时，宜采用多个角环，且将各角环等绝缘件做成与等位面相近的形状，以减少与绝缘件相切的电场分量。

由此换流变压器均采用按电场分布形状定制的绝缘成型件，使对轭绝缘的性能明显改善。

同时需要加进静电板以改善近端部处的电场分布。

1.静电板设计原则线圈端部绝缘放电主要取决于端部最大场强值，而与沿面放电距离并非成比例关系，加大放电距离只能使贯穿性击穿更加困难。

这也为端部绝缘设计提出了方向，即设法减小端部最大场强值。

在大量模型试验中发现，变压器高压线圈端部由油—隔板组成绝缘结构的损坏，主要是由于电极（如静电板）附近的最大场强达到或超过了油间隙的起始放电场强所致。

简述变压器的内部绝缘结构

简述变压器的内部绝缘结构变压器是一种用来改变电压的电气设备，其内部绝缘结构起着非常重要的作用。

内部绝缘结构的设计和材料的选择直接影响着变压器的性能和安全性。

变压器的内部绝缘结构包括绝缘导线、绝缘层、绝缘垫、绝缘板等组成。

绝缘导线是将不同电压绕组之间进行绝缘隔离的一种导线。

通常使用的绝缘导线材料有绝缘漆包线、绝缘纸包线等。

绝缘层是将绝缘导线与铁芯之间进行绝缘隔离的一种材料，常用的绝缘层材料有绝缘纸、绝缘胶纸等。

绝缘垫是指安装在绝缘层上，用于增加绝缘强度和防止绝缘层磨损的一种材料，常用的绝缘垫材料有绝缘纸板、绝缘胶木板等。

绝缘板是指安装在变压器绝缘结构上，用于增加绝缘强度和防止绝缘层磨损的一种材料，常用的绝缘板材料有绝缘纸板、绝缘胶木板等。

在变压器的内部绝缘结构中，绝缘层起着关键的作用。

它不仅能够保护绝缘导线免受外界物理和化学因素的损害，还能够防止导线之间的相互干扰和短路。

因此，在选择绝缘层材料时，需要考虑其绝缘性能、耐压性能、耐热性能等因素。

同时，绝缘层的厚度也是一个重要的参数，过薄会导致绝缘性能不足，过厚则会增加变压器的尺寸和成本。

绝缘垫的作用是增加绝缘强度和防止绝缘层磨损。

绝缘垫通常安装在绝缘层上方，可以起到填充和支撑的作用，增加绝缘层的厚度，并且能够分散绝缘层上的机械应力，提高绝缘强度。

同时，绝缘垫还可以防止绝缘层受到外界物理和化学因素的磨损，延长变压器的使用寿命。

绝缘板的作用与绝缘垫类似，也是用于增加绝缘强度和防止绝缘层磨损。

绝缘板通常安装在绝缘结构的上方，起到填充和支撑的作用，增加绝缘结构的厚度，并且能够分散绝缘结构上的机械应力，提高绝缘强度。

同时，绝缘板还可以防止绝缘结构受到外界物理和化学因素的磨损，保护变压器的内部绝缘结构。

除了以上所述的绝缘结构，变压器的内部还需要考虑绝缘油的选择和绝缘油的封装。

绝缘油是一种专门用于绝缘的液体，它具有较高的绝缘性能和热稳定性能。

绝缘油的选择需要考虑其绝缘性能、热稳定性能、氧化稳定性能等因素。

换流变压器SF6气体绝缘套管的使用和研究现状

电网运维Grid Operation1 SF 6气体绝缘套管结构简介气体SF 6绝缘套管是由主绝缘体和外绝缘体以及两者间的SF 6气体组成，其中主绝缘体由环氧树脂浸渍纸和铝箔相互交织组成，外绝缘体是通过带硅橡胶的伞裙组合而成，外观为高温固封的纤维管，如图1。

图1中：1接线端子；2顶盖；3电极；4内外绝缘体间的间隙；5导电杆；6硅树脂绝缘体；7主绝缘体；8铝箔；9复合绝缘体；10穿墙地点；11气体阀门；12接线盒；13法兰；14金属包带；15底板；16接线柱。

2 SF 6气体绝缘套管选择标准SF 6气体绝缘套管主要功能是保证阈侧线段的绝缘，因此其选择主要根据其工作电压和冲击电压来选择，包括雷电冲击耐受电压、操作冲击电压、极性反转电压等。

同时还要根据变压器所在的位置进行具体分析。

根据GB4109的规定，当绝缘套管所在的位置海拔超出1000m 时，需要增加绝缘套管的电弧距离，以便保证绝缘套管满足工作需求，绝缘套管的额定电压因此需要乘以因素k 来标定。

具体海拔修正系数见图2。

海拔因素系数的公式k=em(H-1000)/8150，图1 SF 6气体绝缘套管结构图换流变压器SF 6气体绝缘套管的使用和研究现状国网陕西省渭南供电公司仝莉摘要：对SF 6气体绝缘套管的结构、选择标准、配置方法进行介绍，并结合相关标准，对绝缘套管的使用现状，以及需要解决的问题和发展趋势进行阐述。

关键词：SF 6气体绝缘套管；换流变压器；特高压直流输电式中H 为海拔高度。

作为工频的耐受电压和冲击电压m=1；作为操作耐受电压时m=0.75。

根据GB1094.3中的标准，如果换流变压器工作地点海拔高于1000m，绝缘套管的空气间隙应该增加，按照其每高于1000m 海拔100m 绝缘套管的空气间隙增加1%来进行计算。

某特高压直流输电线路的换流站为海拔1700m，标准规定绝缘套管的爬电比距为14mm/kV ；SF 6气体绝缘套管选用为HSP 公司的GSETF1950/536-3400ACspez 型号，具体的参数如表1所示。

直流输电±800kV换流变压器的绝缘结构分析

直流输电±800kV换流变压器的绝缘结构分析摘要：换流变压器是直流输电系统中的关键设备之一，在整流侧换流变压器主要是提供特殊要求的电源，通过换流器将交流网路的电能转换为高压直流电能，通过高压直流输电线路传输，在逆变侧换流变压器则反过来将直流电能通过换流器转换为交流电能，并通过换流变压器转换为正常交流正弦电压，送到其它网路。

关键词：换流变压器；直流输电；±800kV；绝缘结构分析中图分类号：TM401文献标识码：A引言与交流输电相比，高压直流输电在远距离、大容量输电上具有明显的优势，所以在许多发达国家电力系统中得到较大的发展。

我国自1987年舟山直流输电工程投入运行以来，已有多条±500kV直流输电系统建成，目前已开工建设±800kV 直流输电系统。

在±800kV直流输电系统中，处于最高端的换流变压器阀侧对地直流电压为±800kV。

由于换流变压器还要承受交流电压、雷电冲击电压、操作冲击电压及直流极性反转电压的作用，给±800kV换流变压器绝缘结构的设计带来了较大的困难，为此，笔者对±800kV换流变压器的绝缘结构进行了详细计算分析，为保证±800kV换流变压器产品的安全运行奠定了基础。

1±800kV换流变压器主绝缘结构分析换流变压器主绝缘结构的确定，主要取决于电场分析计算。

由±800kV换流变压器绝缘水平可知，与一般电力变压器相比，换流变压器运行时不仅要承受交流、雷电冲击、操作冲击电压作用，而且还要承受直流电压作用和极性反转电压作用。

对于由油、纸和纸板组成的换流变压器绝缘结构，交流、雷电冲击、操作冲击电压作用的电场分布与电力变压器电场分布基本一样，主要取决于不同材料的介电常数。

而直流电压作用时，其电场分布主要取决于不同材料的电阻率。

这说明对于介电常数比较低的变压器油而言，交流、雷电冲击、操作冲击电压作用的电场强度比较大，是绝缘弱点区域；而对于电阻率较高的纸、纸板固体绝缘，直流电压作用的电场强度较大，是绝缘弱点区域。

换流变压器阀侧绕组端部绝缘电场分布特性研究

换流变压器阀侧绕组端部绝缘电场分布特性研究【摘要】换流变压器运行中阀测绕组端部电场畸变严重，因而绝缘问题比较突出。

基于阀侧绕组端部的绝缘结构特征，建立了极不均匀电场结构下的油、纸绝缘模型，采用有限元法仿真计算各种电压下绝缘中的电场分布，得出换流变压器阀测绕组端部电场分布特性。

【关键词】换流变压器；阀侧绕组；电场计算；有限元法0.概述作为直流输电系统的核心设备之一，换流变压器与换流阀一起实现交流与直流的互相变换[1]，其一旦发生故障，则整个直流输电系统将受到影响。

然而，从实际统计事故来看，换流变压器故障类型多为绝缘故障，尤其是阀侧绕组端部是绝缘的薄弱环节[2-4]。

这是因为，一方面，阀侧绕组端部为极不均匀电场分布结构，电场应力集中，从而容易导致绝缘破坏；另一方面，阀侧绕组上经常承受交/直流叠加电压、极性反转电压作用，电场分布比较复杂，传统的电场计算方法难以真实反映实际电场分布情况，使得按传统方法设计的绝缘结构难以有效舒缓电场分布，造成局部应力集中，从而破坏绝缘结构[5-8]。

本文针对换流变压器阀侧绕组端部结构特征，选择油、纸复合绝缘下的棒-板电极结构来模拟计算，运用ansoft仿真软件模拟各种类型电压下的电场分布，从而得出换流变压器阀测绕组端部的电场分布特征。

1. 建立模型通过变压器绕组绝缘结构的分析[9-11]，本文选取典型的极不均匀电场结构：棒-板电极结构形式作为计算模型，其中棒电极为高压极，板电极为接地极。

极间为纸板分割油隙的结构形式，其中纸板厚度取2mm，油道宽度均为3mm。

对于220kv以上的变压器，绕组端部到铁轭的距离h与端部屏蔽环曲率半径r的比值h/r一般在5～24之间，本文取中间值h/r=10，即h为13mm，r为1.3mm。

模型结构尺寸如图1-1所示。

图1中（a）为纸板交叠的形式，（b）为角环交叠的形式。

模型a中，在纸板表面分别选取线段l1、l2和l3作为电场观测面，以跟踪油、纸分界面上的电场分布状况，在模型b中，以纸板交叠中心l4和纸板内表面l5作为电场观测面。

换流变压器阀侧绝缘承受电压类型及含量分析

变压器的主绝缘材料主要由变压器油和绝缘
３复合电压对油纸绝缘的影响
ＴＯＺＡＩ特ＥＧＡＨＵＮＤ
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由图４中换流变压器阀侧绕组承受的电压波
在的约４０ｋ的电压平均值相比，纹波因数约为５Ｖｌ％。６脉动分量峰峰值为１６Ｖ，６１．ｋ与局部所在的５约２０ｋ的电压平均值相比，波因数约为５％，０Ｖ纹８
ＴＡＯＺＵＮＤＩ特ＥＧＨＡ
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攘流囊压器曝绝镰承受电压豢及含量分析
李军浩顾朝敏孙振权王国利李彦明，，，，
（．１西安交通大学电气工程学院，陕西西安７０４；１０９２南方电网科学研究院有限公司，．广东广州５０２）１６３
摘要：换流变压器是直流输电工程中的关键设备，中通过对单级１脉动换流变压器进行ＥＤ建模，文２ＭＴＣ分析
了其阀侧绕组绝缘承受的电压类型，研究结果表明阀侧绕组承受的是一种由直流电压分量、交流电压分量、谐波
电压分量以及换相脉冲构成的复合电压。通过对换流变压器阀侧绕组承受的复合电压进行分析，对其各个分量的含量水平进行了分析计算。关键词：流变压器；换复合电压；仿真分析中图分类号：Ｍ４１．Ｔ０＋１文献标志码：Ａ文章编号：６３７９（０１１— ０１０１７ — ５８２１）０００ — ３

换流变压器绝缘设计研究

换流变压器绝缘设计研究换流变压器（Converter Transformer）是输变电系统中承担着转换电能类别和电压等级的关键元件，其运行可靠性是保障电网稳定运行的重要保证。

而换流变压器的绝缘设计则是保证其安全稳定运行的关键环节。

本文结合国内外研究现状，试探性地探讨了换流变压器绝缘设计的相关问题，以期为相关研究提供参考。

1. 可靠性分析首先，对于换流变压器的绝缘设计，在可靠性评估上应该进行充分的考虑。

目前可靠性分析方法较为常用的是偏差因子法和故障树分析法，其中偏差因子法是从概率的角度出发，对可能发生的故障情况进行排序，以较大的概率出现的故障为侧重；而故障树分析法则是通过对器件故障事件的拆分，寻找其中的推导关系和交互作用，以形成一个更加系统化的故障预判体系。

针对绝缘设计，可靠性分析可以从两个角度进行考虑：（1）从偏差因子法的角度出发，对于每一个故障先列出它的实际影响，并将它们按照可能出现的概率从大到小排序，从而更加有针对性地进行设计决策。

（2）从故障树分析法的角度出发，可以将每一个故障可靠性事件逐层拆分，分析其可能发生的原因和潜在的风险因素，从而找出可能存在的风险点，以便在绝缘设计过程中加以考虑。

2. 现有问题据了解，目前在国内尚缺乏科学系统的换流变压器绝缘设计方案，设计中多依赖两种经验法则——相邻导体最小距离法则和典型电场强度法则，以确定器件的机理性和结构性绝缘水平。

但正如同绝缘设计领域的其他领域一样，这两种惯例法的不同实现方式会造成大的设计差异，以及其相应的电气安全隐患。

此外，换流变压器通常在高压、高电流下工作，如果设备的绝缘失效，极易引发重大的事故和设备损坏。

因此绝缘设计的缺陷不仅会对设备的寿命造成不利影响，同时也给电网安全稳定运行带来重大的威胁。

3. 研究方向在当前的社会背景下，人们越来越重视改善环境质量和生活方式，以此来推动经济、技术、社会和文化变革。

在电力行业，如何通过新技术促进智能电网的发展，以更加强大的综合能力改善电力生产、传输和使用方式，对于保障人民生计和了解未来发展方向都有着非常重要的作用。

特高压电力变压器绝缘结构问题初探

特高压电力变压器绝缘结构问题初探摘要：特高压交流变压器和特高压换流变压器容量大,耐受电压水平高,特别是特高压换流变压器需耐受交直流复合高电压,内部电场分布复杂,代表了变压器油纸复合绝缘和出线装置设计和制造的最高水平。

为推进特高压输电工程,根据特高压交流试验示范工程和特高压直流示范工程的实践,给出了特高压交流变压器、特高压换流变压器的绝缘结构特点,介绍了特高压变压器、换流变的主、纵绝缘设计要求和型式。

关键词：特高压；交流变压器；换流变压器；绝缘结构0前言在国家大力扶持国内各骨干企业的前提下，国家科学技术部确立了国家科技支撑计划课题——“1000kV交流输变电工程变压器核心技术的研究”，而“1000kV 变压器绝缘结构的研究”是课题中的项目之一。

笔者将模型试验和计算机数值仿真相结合，通过全场域电场分析计算，在控制第一油隙场强的同时，分析沿电力线各油隙的电场分布，通过优化绝缘结构消除整个绝缘系统中的薄弱环节。

调整不合理的绝缘结构型式及绝缘尺寸，最后给出了满足绝缘设计要求的1000kV变压器主绝缘结构下的等电位分布图形和电场强度计算结果。

1超、特高压出线绝缘结构超、特高压引出线分为以下几种形式:(1)间接式中部出线结构图1 间接式高压中部出线结构图1是超、特高压大容量变压器最常用的间接式高压中部出线结构,该部分绝缘成型件的组合又称之为出线装置。

为了满足变压器运输要求,出线装置设置在油箱外部的升高座中,高压套管的尾部插入升高座的出线装置中。

运输时出线装置密封在升高座中,与变压器本体分别运输,在现场重新安装在变压器本体上。

(2)直接式中部出线结构图2所示的直接式中部出线结构是超、特高压出线结构中最简单经济的一种,只要运输限制允许,中部出线的超、特高压产品应尽可能采用直接式出线结构。

该结构中,高压套管的尾部直接伸入至油箱中,通过出线装置与高压引出线连接,当变压器运输时出线装置经加固后随本体一同运输。

这种结构的出线装置体积较小,易于加工、装配,在现场安装变压器时的工作量也大大减少,提高了超、特高压变压器整体的可靠性能。