Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Исследование и разработка эффективного метода расчета электрической прочности внутренней изоляции силовых трансформаторов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.12

Год: 2007

Номер работы: 130124

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

3.1. Общие сведения

3.2. Оценка погрешности расчета для простых задач

3.3. Оценка погрешности расчета для моделей главной изоляции

3.3.1. Описание расчетных моделей 45 47 49 49 50 53 56 58 59 60 61 61 64 67 69 72 74 74 74 76 77

3.3.2. Анализ влияния коэффициента плотности сетки на точность расчета электрического поля

3.3.3. Анализ влияния коэффициента роста сетки на точность 82 расчета 85 87 88 88 электрического поля

3.4. Выводы

ГЛАВА 4. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ ГЛАВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

4.1. Постановка задачи

4.2. Исследование влияния упрощений на точность расчета для моделей края обмотки

4.2.1. Представление сечения части обмотки прямоугольником

4.2.2. Учет изоляции на соседней обмотке

4.2.3. Представление сечения соседней обмотки прямоугольником

4.2.4. Ограничение расчетной модели по высоте

4.2.5. Проверка предложенных рекомендаций 4 4,

2.6. Рекомендации по созданию расчетных моделей края обмотки 104

4.3. Исследование влияния

Технико-экономические характеристики силовых трансформаторов высших классов напряжения в значительной степени определяются размерами главной изоляции этих трансформаторов (изоляции между обмотками, между обмоткой и магнитопроводом и баком, между обмотками соседних стержней и фаз) и изоляции отводов. В отечественной практике главная изоляция и изоляция отводов силовых трансформаторов высших классов напряжения выполняется в виде маслобарьерной изоляции. В результате многочисленньк экспериментал

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

1.1. Общие сведения В силовых трансформаторах высокого напряжения вплоть до 1150 кВ широкое распространение получила маслобарьерная изоляция, представляющая собой композицию жидкой (трансформаторное масло) и твердой (целлюлоза) фаз. В такой изоляции при воздействии напряжения масляные каналы оказываются самыми «нагруженными» элементами, так диэлектрическая проницаемость масла меньше, чем проницаемос

1.2. Обзор отечественных методик расчета изоляции силовых трансформаторов Внутреннюю изоляцию силовых трансформаторов можно условно разделить на: главную изоляцию обмоток (середина и край обмотки); продольную изоляцию обмоток; изоляцию отводов; изоляцию установки ввода. 10 Такое разделение связано с тем, что разные участки имеют различные распределения напряженности электрического поля, условия развития частичных разрядов и механизмы пробоя, а, следовательно, разные критерии оценки

Как уже отмечалось ранее, в силовых трансформаторах высших классов напряжения широкое применение нашла изоляция маслобарьерного типа, и в такой изоляции электрическая прочность всей конструкции определяется прочностью наиболее нагруженных масляных каналов. Наиболее нагруженными масляными каналами являются прилегающие к обмоткам каналы вследствие наличия неоднородпостей поля, вносимых различными элементами обмоток. Проведенные в ВЭИ им. В.И. Ленина экспериментальные исследования моделей главно

1.2.2. Методика расчета прочности участка изоляции по поверхнос твердой изоляции Вопрос о необходимости введения в методику расчета электрической прочности главной изоляции оценки запаса прочности по поверхности прошивочных реек из электрокартона возник впервые в процессе освоения промышленного производства шунтируюш;их реакторов на напряжение 750 кВ, когда при испытаниях реакторов на заводе полным грозовым импульсом отмечались повреждения изоляции, состояш;ие в полном или частичном перекрыти

В разработанной в конце 70-х годов методике [14] для выбора изоляционного масляного промежутка между изолированными отводами и плоской заземленной деталью были рекомендованы номограммы. При их построении впервые была использована гипотеза о том, что основным геометрическим фактором, определяющим электрическую прочность масляного промежутка, является напряженный объем масла (НОМ). Под напряженным обьемом при этом понимается объем масла, заключенный между поверхностью изоляции отвода и эквиград

Для оценки электрической прочности изоляции в настоящее время рассматриваются два подхода. Это использование экспериментальной зависимости прочности промежутка от его длины (аналогично главной изоляции), где под длиной понимается длина наиболее напряженных силовых линий, а также, метода напряженного объема. Но использование в качестве критерия размера масляного канала не позволяет учесть степень неоднородности поля и площадь электродов, что делает оправданным применение метода напряженного об

1.3. Обзор зарубежных методик расчета изоляции силовых трансформаторов За рубежом для расчета изоляции силовых трансформаторов применяются схожие, но имеющие ряд отличий, подходы, которые будут рассмотрены далее.

В настоящее время ОАО «ВИТ» обладает своими методиками и реализующими их программами [18-19] для расчета главной изоляции, изоляции отводов и установки вводов. Расчет главной изоляции, а также изоляции отводов и установки ввода, в методике ОАО «ВИТ» основывается на зависимости прочности масляных каналов от их ширины (длины силовых линий), в целом аналогично методике ВЭИ. При этом методика ОАО «ВИТ» дополнена соответствующими зависимостями от ширины масляного канала для больших промежутков, дл

За рубежом для расчета главной изоляции широкое применение нашла методика [20], разработанная компанией Weidmann, производителем изоляционных материалов и изделий из них для силовых трансформаторов. Она также базируется на экспериментально полученных зависимостях допустимой напряженности от ширины масляного канала (длины силовой линии) для напряжения рабочей частоты, расчетных кривых вида (7), как и в методике ВИТ, но с несколько отличными значениями коэффициента^. В методике различают 4 случ

1.3.3. Расчет прочности по поверхности твердой изоляции (Wiedman Для оценки электрической прочности участка изоляции по поверхности твердой изоляции используются экспериментально полученная зависимость допустимой средней тангенциальной напряженности от длины пути по поверхности твердой изоляции [20] для одноминутного напряжения промыщленной частоты Е,,„^\

6.6(}-°'\кВ/мм гдеfif-длина пути по поверхности твердой изоляции, мм. В качестве воздействующей напряженности выступает средняя танге

Для оценки прочности больших масляных промежутков, имеющих место у отводов и экранов вводов, используется несколько подходов. Первый, аналогичен расчету главной изоляции и основан на построении силовых линий и определении допустимой напряженности в соответствие с выражениями (1) или (7). Вторым подходом является сравнение максимальной напряженности на поверхности отвода или экрана с фиксированным значением допустимой папряженности для данного типа изоляционной конструкции [24], что является н

Электрические поля описываются известными уравнениями Лапласа и Пуассона, которые имеют аналитическое решение только для простых систем электродов. В случае расчета полей сложных конструкций, имеющих место в электротехническом оборудовании, необходимо использовать численные методы расчета электрического поля. В настоящее время существует большое количество численных методов для расчета электрического поля. Наибольшее распространение получили следующие методы: Метод интегральных уравнений (МИУ

Метод интегральных уравнений [29 - 31] основан на том, что электрическое ноле создается совокупностью зарядов на поверхностях электродов рассматриваемой системы. Если вычислить значения зарядов на электродах, то можно получить значение потенциала и напряженности в произвольной точке, и таким образом, рассчитать электрическое ноле. Заряд в общем случае распределен по поверхности электродов неравномерно, таким образом, определению подлежит поверхностная нлотность заряда на каждом электроде. Зна

Метод эквивалентных зарядов [29 - 30] является частным случаем МИУ и сводится к замещению реального распределения заряда по поверхности проводника дискретным набором зарядов, расположенных внутри проводника. Изменяя величину и положение 24 каждого дискретного заряда, можно изменять картину поля и форму эквипотенциальгых поверхностей. Таким образом, имеется возможность подобрать некую систему зарядов, которая бы обеспечивала условие эквипотенциальности поверхностей заданной системы электродов.

Метод конечных разностей (МКР) [32] является одним из методов решения дифференциальных уравнений. Метод основан на представлении дифференциального уравнения в частных производных посредством конечных разностей и решении конечноразностных уравнений. Электрическое поле для однородной среды с диэлектрической проницаемостью е и объемной плотностью заряда дописывается уравнением Пуассона д'и д'и д'и адх' + ду' + dz' в е простейшем случае для плоского поля уравнение Пуассона приближенно заменяетс

Метод конечных элементов (МКЭ) на сегодняшний день очень хорошо развит и широко применяется в расчетах механической прочности, течения жидкостей и газов, расчетах электрических, магнитных и тепловых полей. МКЭ [33 - 39] базируется на вариационном подходе к расчету поля. В соответствии с хорошо известным принципом минимума потенциальной энергии распределение потенциала в рассматриваемой области должно быть таким, чтобы минимизировать запасенную энергию. Распределение потенциала, соответствуюше

В общем случае электрическое ноле в области середины и края обмотки является весьма сложным. Несмотря на наличие некоторой осевой симметрии конструкции обмоток, цилиндров и угловых щайб, электрическое ноле не является осесимметричным из-за наличия локальныхнеоднородностей (различных дистанцирующих элементов, катушечных переходов, отводов), а также из-за незначительного изменения напряжения в обмотке в азимутальном направлении. В отличие от катушечных обмоток винтовые обмотки вообще не имеют а

Во времена СССР разработкой программного обеспечения для нужд отечественного трансформаторостроения занимался в основном Всесоюзный Институт Трансформаторостроения (ВИТ), расноложенный в г. Запорожье, Украина. В настоящее время ОАО «ВИТ» разработаны и предлагаются следующие коммерческие программы [19, 40,41] для расчета изоляции силовых трансформаторов:

-ELAX-2D - программа расчета двумерных плоских и аксиально-симметричных электрических полей, используемая для расчета главной изоляции