表面喷涂憎水性耐紫外线表漆，提高产品防水及抗老化性能。包封与包封之间有冷却气道，冷却气道中撑条采用聚脂板。线圈上下端采用星形汇流排，用环氧玻璃丝带轴向拉紧，绕制后整体干燥固化为整体，形成刚体，提高平抗抗震抗短路能力，保证平抗整体机械强度。导线结构采用多股圆铝绞线，多股铝线绞制后压成如图所示矩形，外包聚酰亚胺薄膜级绝缘,耐高温耐辐射，最外层统包聚酰亚胺薄膜，以保证包封层与导线匝绝缘间紧密粘合。华北电力大学专业硕士学位论文图铝导线截面示意图图包封结构示意图线圈上下端星形汇流排除具有压紧线圈作用外，还具有接线臂作用，各层线包可在圆周均匀引出，使多层并联线包电流通过汇流排汇集到外接端子，从而使电流分配均匀，避免局部电流过大，产生局部过热。平波电抗器上下端部采用防电晕设计，平抗上部配有吸声功能大尺寸防雨篷，防尘防水降噪。支柱绝缘子本项目平波电抗器采用柱复合玻璃打破国外技术垄断，国内各大电力设备制造厂在基础薄弱情况下，克服困难，纷纷投入大量人力物力研究干式平波电抗器。国外可以提供干式空心平波电抗器产品厂家为公司。这些国外公司干式电抗器技术起步较早，拥有专业高级研发人员，并依靠其雄厚机械制造优势，把产品已做成世界品牌，干式空心产品在国内外直流输电工程中均有应用。国内葛南线天广线干式空心平波电抗器采用加拿大公司产品。国内拥有开发此种产品技术基础厂家为沈变西变保变第梯队上海，北京良乡西安中扬广东顺德等第二梯队。第梯队中沈变保变通过项目合作，引进了公司油浸铁芯式平波电抗器制造技术，西变则通过项目合作引进了公司油浸铁芯式平波电抗器制造技术。第梯队有丰富油浸式变压器制造业绩及大容量高电压等级产品开发运行经验，具备高压直流干式平波电抗器开发及试验能力，但欠缺干式空心电抗器方面运行经验第二梯队中上海公司应用是加拿大公司技术北京良乡电力设备总厂使用加拿大公司原始技术后经自主开发西安中扬电气公司前身为西安扬子使用西安交通大学技术广东顺德特种变压器厂使用哈尔滨理工大学技术。第二梯队中有小容量低电压等级干华北电力大学专业硕士学位论文式电抗器运行经验，但欠缺高压直流平波电抗器试验能力，高压产品运行业绩等。目前，国内外开展理论研究主要体现在以下几个方面绝缘结构研究。干式平波电抗器绝缘结构确定需要满足产品电流电感值要求，并满足在系统中限制由于逆变侧电压突降时过电流，能够承受直流电压和滤波器前直流电流中谐波分量所产生电气和机械应力要求，同时运行环境条件中日照紫外线地震裂度，降雨量相对湿度污秽等级也是要充分考虑。总说绝缘结构研究要考虑产品电气机械耐气候综合特性。线圈结构冲击特性研究。根据结构特点，线圈冲击特性主要考核是产品各包封导线匝绝缘强度和包封沿面冲击爬电强度。匝绝缘和包封材料选取，根据产品在直流系统中运行特性，其初始运行呈容性分布在定时间内逐渐过渡到阻性分布特点，与低压交流产品有很大区别。散热特性研究。产品散热为空气自然冷却，利用空气自然对流，经过对结构散热特性研究，确定产品气道几何结构，使其成果应用到实际产品中，使之既要满足散热要求，又做到经济合理。谐波磁场涡流场分布及计算。平滑直流电流中波纹和与滤波器起实现滤波是平波电抗器作用，根据系统特性，通过平波电抗器电流中叠加有各次谐波分量，各次谐波在导线中集肤效应使谐波阻抗损耗增加，谐波电流损耗在各包封中分布及计算关系到产品综合指标，特别是各层导线中由于谐波电流叠加，损耗要增加，直接关系到产品运行温升。经过对谐波电流损耗在各包封分布及计算研究，确定产品所选线规几何结构，使其成果应用到实际产品中，使之既要满足产品温升要求，又做到经济合理。直流电场分布及计算。直流电场分析能指导设计合理选取材料，优化产品结构，使其成果应用到实际产品中，使之既要满足产品允许场强要求，又做到经济合理配套支柱绝缘子选取。随着电压升高，电磁干扰及抗电磁干扰措施研究。华北电力大学专业硕士学位论文课题研究内容综上所述，尽管前人对平波电抗器做了大量研究工作，对平波电抗器产品设计起到了定指导作用，也为后人更深入研究奠定了坚实基础，但由于平波电抗器运行工况与交流电抗器有很多不同之处，许多工程实际问题还需继续探讨。本文以干式平波电抗器为研究对象，介绍了干式平波电抗器作用优点及基本结构，并依托南网溪洛渡送电广东直流输电工程，根据技术参数，深入研究了平波电抗器主参数设计，并对其进行了多种方式验证，保证主参数设计正确性及精确性。本文建立简化计算模型，利用计算机辅助设计软件，研究高压直流平波电抗器电场磁场温度场等分布特性及分布规律，并选取台通过全部试验电压等级高压直流干式平波电抗器产品，对计算方法进行验证，确保计算方法正确，为平波电抗器产品设计提供计算依据。本文工作主要包括以下几个方面依托溪洛渡直流工程，根据技术参数，分析产品主要技术参数，采用专用软件计算主参数，确定产品结构，保证主参数设计正确性和精确性。以溪洛渡直流工程台高压直流干式平波电抗器产品为例，建立二维三维简化计算模型，利用有限元计算软件研究计算其电场磁场温度场，抗短路能力，并对计算结果进行分析，研究其分布特性及分布规律。电场计算加拿大公司软件或加拿大公司软件磁场计算加拿大公司软件温度场计算美国公司学生版或加拿大公司软件分析干式空心平波电抗器计算方法正确性，为后续产品设计提供理论和技术依据。华北电力大学专业硕士学位论文第章平波电抗器设计溪洛渡直流输电工程概况溪洛渡右岸电站送电广东同塔双回直流输电工程采用直流输电电压,额定容量。送端昭通换流站位于云南省昭通市盐津县境内，昭通换流站为整流站运行。受端从化换流站位于广东省广州从化市鳌头镇境内，从化换流站为逆变站运行。溪洛渡送电广东工程送电距离约为。溪洛渡送广东工程两端换流站均采用空心干式平波电抗器。每站高压极线上安装有平波电抗器，如图所示图换流站拓扑图上图中仅为端换流站拓扑图，输电线路中高压极母线上台干式平波电抗器串联，另端换流站高压极母线上同样串联台干式平波电抗器。图平波电抗器现场布置图华北电力大学专业硕士学位论文表为平波电抗器使用条件序号名称单位从化站周围空气温度最高气温最低气温最大日温差海拔太阳辐射强度∕污秽等级覆冰厚度风速风压湿度日相对湿度平均值月相对湿度平均值耐受地震能力水平加速度垂直加速度表平波电抗器环境条件额定电流百分比电感最小值表平波电抗器线性电感华北电力大学专业硕士学位论文表平波电抗器谐波电流谐波次数用于噪声计算谐波电流，谐波电流，输送功率谐波电流，输送功率华北电力大学专业硕士学位论文总电流几何和溪洛渡从化站平波电抗器要求产品型号额定电流额定电压额定电感冷却方式总损耗温升水平冷却温升方式运行容量连续运行工况下最大连续电流下线圈平均温升最大连续电流下线圈热点温升过负荷下平抗热点温升温升限值表温升设计值及温升限值华北电力大学专业硕士学位论文噪音水平在额定直流电流和规定谐波下。绝缘耐热等级级。绝缘水平项目试验电压雷电冲击耐受水平端对地端对端全波操作冲击耐受水平端对地端对端直流湿耐受水平端对地表绝缘水平其他技术要求干式平波电抗器绝缘材料在长期运行中耐老化不龟裂不吸潮。表面爬距应满足在长期运行和污湿条件下不发生爬电或漏电起痕要求。涂层应耐污秽和腐蚀，具有憎水性。干式平波电抗器线圈上下两端应装设均压环以防止电晕。应采取措施防止线圈表面出现树枝状放电碳痕。干式平波电抗器线圈端部金属结构件及均压环等应避免对磁通形成闭合环路或面积过大，以防止环流或涡流发热。干式平波电抗器支架应按设计风速进行设计，并采用防地震结构。试验要求例行试验直流电阻测量电感测量各次谐波下电感及损耗测量温升试验端对端雷电冲击试验匝间绝缘试验高频阻抗和品质因素测量。型式试验端对地绝缘支架绝缘试验噪声测量高频阻抗测量杂散电容测量短路电流耐受能力计算证明无线电干扰试验温升试验抗短路验证试验计算证明抗震验证试验计算证明雷电截波冲击试验。现场试验直流电阻测量电感测量。华北电力大学专业硕士学位论文平波电抗器结构设计平波电抗器二维效果图图平波电抗器二维效果图华北电力大学专业硕士学位论文图平波电抗器外形图图中支柱绝缘子包封绕组过渡支座下部汇流排隔音装置上部汇流排均压装置防雨罩平波电抗器结构设计描述平波电抗器主要由包封线圈支柱绝缘子隔音装置均压装置等部件组成，如上图所示。下面结合具体结构描述如下包封绕组结构平波电抗器线圈采用多层圆筒式线包并联结构，每层可为单螺旋双螺旋三螺旋不等，内外具有防雨降噪假层各层。每层线包电磁线采用多根级聚酰亚胺膜包圆铝线构成轻型铝换位线，每层线包用浸户外环氧树脂玻璃丝密封缠绕，单独包封，外包封表面喷涂憎水性耐紫外线表漆，提高产品防水及抗老化性能。包封与包封之间有冷却气道，冷却气道中撑条采用聚脂板。线圈上下端采用星形汇流排，用环氧玻璃丝带轴向拉紧，绕制后整体干燥固化为整体，形成刚体，提高平抗抗震抗短路能力，保证平抗整体机械强度。导线结构采用多股圆铝绞线，多股铝线绞制后压成如图所示矩形，外包聚酰亚胺薄膜级绝缘,耐高温耐辐射，最外层统包聚酰亚胺薄膜，以保证包封层与导线匝绝缘间紧密粘合。华北电力大学专业硕士学位论文图铝导线截面示意图图包封结构示意图线圈上下端星形汇流排除具有压紧线圈作用外，还具有接线臂作用，各层线包可在圆周均匀引出，使多层并联线包电流通过汇流排汇集到外接端子，从而使电流分配均匀，避免局部电流过大，产生局部过热。平波电抗器上下端部采用防电晕设计，平抗上部配有吸声功能大尺寸防雨篷，防尘防水降噪。支柱绝缘子本项目平波电抗器采用柱复合玻璃电抗器短路力计算云图华北电力大学专业硕士学位论文短路力计算结果冲击力电流平波电抗器平抗平抗平抗暂态故障电流表平波电抗器短路力计算结果支柱式绝缘子安全系数计算结果十二只支柱绝缘子如图沿圆周方向均匀布置，按各支柱绝缘子生产厂家提供抗弯负荷，每只支柱绝缘子抗弯安全系数表平波电抗器支柱绝缘子安全系数计算结果根据上述结果可以看出，平波电抗器结构设计稳定可靠，间距选择合理，有足够安全系数。小结本节介绍了平波电抗器电场磁场温度场基础理论，并建立简化二维或三维模型，利用有限元法计算了平波电抗器电场磁场温度场以及抗短路能力，给出了设计裕度，对平波电抗器设计有重要指导意义。安全系数平抗平抗平抗抗弯负荷允许值暂态故障电流华北电力大学专业硕士学位论文第章平波电抗器试验结果年月日，本人为溪洛渡右岸电站双回送电广东直流输电工程从化换流站设计首台干式平波电抗器样机次通过包括型式试验在内所有项目考核，试验结果表明，整体设计方案准确可靠，产品性能完全满足依托工程总体性能要求，具有损耗低无局部过热等特点，达到国内先进水平，为后续平波电抗器设计及生产打下坚实基础。该产品研制成功，进步丰富了天威保变产品种类，有力增强了公司在直流输变电市场核心竞争力。南方电网科学研究院沈阳变压器研究院中国电力科学研究院专家对成品试验进行了全程见证。后附部分试验报告。试验结果分析如下样机整