±400kV换流变阀侧出线绝缘装置分析

汪斌 王丽丹 刘洋

摘 要：本文着重介绍了±400kV换流变压器阀侧出线装置的结构特点及结构尺寸，并采用乌克兰变压器电场软件TELAX_2D及ANSYS对该出线装置结构的电场进行验证，保证其安全裕度，为后期设计产品提供设计依据。

关键词：±400kV换流变；阀侧出线装置；提供设计依据

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.160

1 引言

±400kV换流变阀侧出线装置是±400kV换流变压器的核心技术环节，其的主要作用是保护阀侧绕组引线与阀套管连接处绝缘的可靠性和阀套管與升高座之间绝缘的稳定性，在阀侧出线装置的绝缘结构设计时，要有足够的安全裕度，并考虑换流变压器的绝缘水平和试验电压。

2 出线装置性能参数

额定电压：±400kV；

工频耐受电压：479kV；

雷电冲击耐受电压：1300kV；

操作冲击干或湿耐受电压：1175kV；

2h直流耐受电压试验并局放脉冲数量测量：646kV；

最后30min局放≥500pC的脉冲数≤10个；

极性反转耐压试验并局放脉冲数量测量：460kV；

最后30min局放≥500pC的脉冲数≤10个。

3 出线装置结构特点及结构尺寸

换流变压器阀侧出线装置在运行中要长期承受高幅值的交直流叠加工作电压、高次谐波电压、以及启动、停止和极性反转等动态直流电压，根据阀出线装置使用位置的特殊性，±400kV换流变阀侧出线装置采用RIP套管、多层直纸板筒和少量绝缘件组合的结构见下表，具体结构尺寸见图1。

4 出线装置电场验证

为了满足阀出线装置的绝缘裕度，采用乌克兰变压器电场软件TELAX_2D及ANSYS对该出线装置结构的电场进行验证，见图2，3。

通过本次电场计算得到以下结论：在长时工频479kV电压下，阀侧出线装置与升高座之间最小安全裕度电力线出现在均压球下表面油隙，最小安全裕度为1.05。

在直流646kV电压下，阀侧出线装置与升高座之间最大电场强度出现在第一层纸板筒上，最大电场强度为37kV/mm。

以上计算结果可作为后期产品设计的裕度依据。

5 小结

我国是直流输电工程的建设大国，换流变压器的关键组部件阀出线装置长期存在“空心化”的问题。进口出线装置价格昂贵，供货周期较长，影响着我国电网的建设进度。此次对±400kV阀出线装置的研究，能够提高国内换流变压器自主设计、自主制造的能力，缩小与国际领先企业的差距。