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杂散电流入侵变压器物理传播特征分析

目录

文档概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.4技术路线与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

杂散电流的产生与传导机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1杂散电流的来源分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.2杂散电流在接地网中的流散规律．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.3杂散电流对设备的作用效应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.4杂散电流传播的基本物理模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

变压器及其周边环境特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.1变压器类型与结构概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.2变电站grounding．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.3变压器本体与周边金属设备的连接关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.4电流侵入变压器的潜在路径分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

杂散电流侵入变压器物理过程模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.1有限元仿真模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.1.1几何模型简化与材料属性定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.1.2接地网电流分布仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.1.3变压器本体及附件的导电特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.2仿真工况设置与边界条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

4.2.1不同接地模式下的电流注入．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.2.2不同频率杂散电流的激励．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

4.2.3变压器本体不同部位的温度边界．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.3仿真结果对比与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.3.1电流在变压器油纸绝缘中的分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.3.2变压器铁芯、绕组中的电位梯度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

4.3.3金属结构件上的电流密度评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

杂散电流对变压器的影响分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.1变压器油纸绝缘的老化特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.1.1交流电场下的浸油绝缘损耗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

5.1.2杂散电流致热与局部放电．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

5.2变压器铁芯的磁饱和与损耗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

5.2.1频率变化对磁滞损耗的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

5.2.2杂散电流引发的局部磁化增强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

5.3变压器绕组的电场应力集中．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

5.3.1杂散电流与运行电压的叠加效应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

5.3.2绕组端部及．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

基于实测数据的验证与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

6.1变电站接地网实测点位布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80