无功补偿电容器故障机理研究

论文摘要

我国电网正朝着全国互联方向发展,全国大电网具有大容量、远距离、超高压、多区域互联的特点,电网互联带来调度灵活和经济运行的同时,也对电力设备的可靠性提出更高要求。在现代电力系统中,无功功率补偿装置与电网的稳定经济运行、电压支撑息息相关,高压电力电容器作为主要无功功率补偿设备,大量应用于电网中。电力电容器在运行中损坏次数多、不可修复,甚至发生电容器爆炸而造成严重事故,对电力系统的安全经济运行构成隐患、威胁到运行人员的人身安全。电力电容器损坏与电网运行、现场环境均有密切联系,其影响损坏因素多、组合变化复杂,一直是研究电力电容器损坏机理及故障诊断所面临的难题。因此,开展电力电容器损坏机理研究具有重要的理论和实际意义。本文的主要研究工作包括:(1)针对影响电力电容器损坏主要因素难以确定,统计了东莞供电局一年所记录的电容器故障数据,从多角度进行统计分析,得到相关规律,为深入研究电力电容器故障机理提供方向。(2)针对影响电力电容器运行可靠性的温度因素进行分析研究,提出了影响电容器运行温度的因素,并建立了电容器热传递过程数学模型。基于模型对有效散热面积进行了灵敏度分析,得到相应结论。(3)提出电力电容器的早期故障很有可能是由质量缺陷造成的,简单介绍了电力电容器的四种典型故障,并通过有限元仿真软件建立了元件电场仿真模型,分析了不同缺陷对元件电场分布的影响,给电容器生产厂的设计与检验提供了参考,给变电部门提出了采购建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究主要内容及意义
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究意义
• 第二章 电容器击穿故障统计分析
• 2.1 统计的数据范围
• 2.2 故障电容器组的统计
• 2.3 选取击穿故障的必要性及依据
• 2.4 发生击穿故障月份的统计
• 2.5 按故障电容器组发生击穿故障所在站点的统计
• 第三章 温度对电容器运行的影响分析
• 3.1 影响电容器运行温度的因素
• 3.1.1 运行电压、介质损耗与谐波对运行温度的影响
• 3.1.2 周围环境温度与电容器运行温度的关系
• 3.1.3 电容器几何尺寸与其温升的关系
• 3.2 电容器内部运行温度的计算及灵敏度分析
• 3.2.1 电容器外壳对环境空气散热的计算
• 3.2.2 电容器内部发热量传导至外壳的计算
• 3.2.3 外壳散热量的参数灵敏度分析
• 3.3 运行温度对电容器的影响
• 3.3.1 局部放电与温度的关系
• 3.3.2 电容器的热老化
• 3.4 小结
• 第四章 电容器质量对其运行可靠性的影响
• 4.1 电容器的早期失效与浴盆曲线
• 4.2 并联电容器生产制造中存在的典型质量缺陷
• 4.3 电容器典型质量缺陷的有限元仿真分析
• 4.3.1 电容器元件仿真模型的建立
• 4.3.2 内部缺陷仿真分析
• 4.3.3 接触缺陷仿真分析
• 4.3.4 重叠缺陷仿真分析
• 4.3.5 油质缺陷仿真
• 4.3.6 边缘效应的讨论
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件