特高压换流变压器阀侧套管电热场分布特性研究的开题报告.docx

特高压换流变压器阀侧套管电热场分布特性研究的开题报告
一、研究背景及意义
随着我国电力工业的不断发展，特高压（UHV）输电技术已经迈入实现“跨越式”发展的阶段。特高压输电具有输送大容量电力、降低线路损耗、提高输电效率等众多优点，对于确保电力供应安全稳定具有重要意义。
特高压换流变压器作为特高压直流输电系统中的核心设备，承担着将交流电转换为直流电以及在交直流电道之间进行相互转换的重要任务。其中，阀侧套管是直流侧电极的固定承载元件，其在直流电流通电时将受到高强度电磁场作用，进而会发生一些电气物理现象，如局部放电、介质击穿等，这些现象会引起阀侧套管电热场的分布不均，从而会影响到特高压换流变压器的正常运行和长期稳定性。因此，对特高压换流变压器阀侧套管电热场分布特性进行研究，对于特高压输电系统的可靠运行和长远发展具有重要的现实意义。
二、研究内容和方法
本课题拟以特高压换流变压器阀侧套管电热场分布特性为核心，探究其内部电热场的形态和变化规律，具体内容如下：
（1）阀侧套管电热场分布的仿真模拟
采用有限元分析（FEA）方法，对典型特高压换流变压器的阀侧套管电热场进行仿真模拟，探究电气物理现象对其电热场的影响，确定最大温升位置和分布规律。
（2）实验样品制作和实验研究
在建立仿真分析模型的基础上，设计并制作一批阀侧套管样品。在实验室内部通过特殊的测试装置，对阀侧套管进行电热场实验研究。通过实验数据获取样品电热特性曲线，进而用于比较分析仿真数据与实验数据的一致性。
（3）社会效益与应用价值分析
在研究方案总结部分，将对本研究成果进行社会效益与应用价值分析，包括阀侧套管结构和材料的优化设计、阀侧套管更加精确的电热场分布预测和仿真分析、特高压换流变压器输电系统长期运行安全的保障等。
三、预期研究成果
（1）通过仿真分析，掌握特高压换流变压器阀侧套管的电热场分布规律；
（2）结合实验研究，得出样品在实际应用中的电热特性曲线和分布情况；
（3）基于研究成果，实现特高压换流变压器阀侧套管的规范化设计和仿真分析；
（4）为特高压输电系统运行安全稳定提供理论与实证支持。
四、研究进度安排
时间节点研究内容要点：
2022.7-2022.9拟定研究方案提出研究思路和方向
2022.10-2023.1仿真分析建立仿真模型，探究电热场分布规律
2023.2-2023.6样品制作和实验设计制作样品，实验研究电热特性
2023.7-2023.11规范化设计在仿真与实验基础上，确定阀侧套管规范化设计方案
2023.12-2024.2项目总结汇总研究成果，深入分析效益与价值，提出未来研究方向。
五、研究意义和创新点
本研究拟以特高压换流变压器阀侧套管电热场分布特性为核心，探究其内部电热场的形态和变化规律。研究成果将会为推动特高压输电技术的发展和推广，提高电力系统的安全可靠稳定运行，以及打造具有自主之能的我国能源科技体系注入新的动力和活力。
同时，本研究成果依托于有限元分析技术的应用、实验验证等多种手段相结合的研究方法，具有结论深刻确切、背景资料丰富全面等特点。为相关领域的研究提供了新思路和方法，具有较高的实用和推广价值。