电力变压器短路条件下绕组平均温升计算.DOCVIP

负极性纳秒脉冲下变压器油预击穿特性 张士江1，李佳欣1 (1.国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司，通辽 028000 ) 摘要：以针-针电极间隙变压器油为研究对象，基于场致电离机理，建立用于表述液体电介质流注预放电过程中载流子的产生及输运的偏微分方程，结合电场泊松方程，仿真研究了负极性纳秒脉冲下，变压器油预放电过程。得到了预击穿过程中电场强度和空间电荷密度随电压幅值以及脉冲上升沿时间的变化规律。本文的研究工作和取得的结论有助于加深对变压器油中放电起始、发展过程的认识以及对液体电介质放电机制的理解。 关键词：变压器油；负极性纳秒脉冲；流注；空间电荷 Pre-breakdown Characteristics in Transformer Oil under Nanosecond Impulses with Negative-polarity Zhang Shijiang1 , Li Jiaxin1 (1. State Grid Inner Mongolia Eastern Electric Power Company Limited , Tongliao power supply company, 028000, ) Abstract：The needle- needle electrode gap of transformer oil was taken as the object of study in this paper, using the finite element method, based on field induced ionization mechanism, establishing partial differential equations for expression of streamer in dielectric liquids pre-discharge in the process of generation and transport, combining with the Poisson equation of electric field, simulation study on the negative poles of the nanosecond impulse excitation, the transformer oil streamer discharge pre-process. The streamer discharge profiles are obtained under different conditions such as the amplitude of applied voltage and rise time. The study is dedicated to the better understanding of the process initiation and development of transformer oil of discharging in transformer oil, as well as ionization mechanism in liquid dielectric. Key words：ransformer oil; Negative nanosecond impulse; Streamer; Net charge density 1引言 液体电介质因其优良的性能，被广泛应用于脉冲功率装置及高压电力设备当中，而高电场下的电气绝缘问题、放电问题会限制这类设备的整体性能与可靠性，因此进一步深入地研究液体介质的放电机理有重要的实用价值[1]。长期以来，国内外关于液体电介质放电机理的研究大部分都是在工频、直流和雷电冲击等激励条件下进行的[2-3]，而关于快脉冲(纳秒级)激励下的放电特性的研究相对较少。随着脉冲功率技术的发展，纳秒级脉冲装置已经逐渐应用到高电压领域，使得纳秒脉冲下液体介质的放电特性研究成为热点。由于纳秒脉冲电压作用时间短、液体介质击穿场强高，在很大程度上减弱了电极表面物理化学反应、杂质等因素的影响[4-5]。因此，开展纳秒脉冲下液体介质放电研究更有利于揭示绝缘介质的本征特性[6]。 本文以45＃变压器油为研究对象，通过二维轴对称流体动力学模型，采用有限元方法对粒子对流扩散方程和泊松方程进行求解，考察分析了负极性纳秒脉冲电压幅值和脉冲上升沿时间对变压器油中放电产生与发展的影响。本文的研究有助于深入理解液体电介质放电机理, 加深对放电过程的认识。