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35kV管型绝缘母线电气性能的数值分析

林鹏远  
【摘要】:随着我国电力事业的发展,具有良好电气性能的管型绝缘母线的市场也不断扩大。固体绝缘管型母线具有载流量大、绝缘性能强、机械强度高等优点,因其技术的逐渐成熟和优良的电气性能而广泛应用于我国变电所低压侧。然而管型母线在使用过程中仍面临许多有待解决的问题,制约着它的发展。本文以35kV管型绝缘母线为研究对象,第一部分研究了管母电场分布、绝缘结构中电容屏的电压分布、磁场分布,通过计算最大场强和电位分布可得到可能发生电气击穿的部位,然后提出几种优化结构对比分析,使用优化后的结构防止击穿事故的发生。第二部分采用有限元法对管型母线的温度分布进行研究,并对管型母线的载流量进行计算,由于管母温度会直接影响其载流量大小,将温升控制在允许范围内可以提高其使用效率。如果母线支持钢构、保护机构布置不合理,或者附近钢构距离母线太近,都会使得钢构上某些部位感应发热,造成损失,因此第三部分以两种现场常见的钢结构为例,采用热电直接耦合法分析了管型母线周围钢构上的感应发热问题,将钢构上的发热温度控制在允许范围内。第四部分以35k V管型母线中间接头上的温度分布作为研究对象,从接触电阻、交流损耗和涡流损耗三个方面分析中间接头的发热。基于电磁场与热场间的多场耦合原理计算中间接头上的温度分布,并对中间接头温度的影响因素进行分析。本文从电磁热等多个方面对35kV绝缘管型母线的电气特性进行分析计算。根据电场强度及电位分布,可知管母中不会造成绝缘击穿等不良现象;根据管母及管母中间接头的温度分布可知,其温升均在允许范围内;根据对管母周围钢构上的发热研究可知,发热不会对周围造成影响。以此作为依据来衡量管型母线是否符合我国电网运行标准,力求维护我国电网的安全稳定运行。


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