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饱和电抗器的主要作用是保护晶闸管正常的开断,饱和电抗器的失效将会直接威胁到换流阀的安全运行。换流阀周期性的导通与关断使饱和电抗器绝缘长期承受周期性脉冲电热应力,这可能会使环氧树脂承受电热应力最严重的局部薄弱环节的绝缘性能快速下降。目前对饱和电抗器环氧树脂在这种电热环境下的绝缘老化失效机理尚不清楚。为了揭示饱和电抗器在周期性脉冲电热应力下的老化机理和定量评估其老化寿命。本文以±1100kV特高压直流换流阀整流侧饱和电抗器为研究对象,通过有限元仿真得到了环氧树脂内部绝缘薄弱点的电热参数。基于这些参数,搭建了工频脉冲电压和等幅值的工频正弦电压的电热联合老化试验平台,并对比了两者之间的老化差异性;基于Cole-Cole弛豫模型提取老化特征参量,为揭示饱和电抗器环氧树脂局部薄弱环节的老化机理及老化寿命评估提供了指导。首先,基于有限元分法,采用ANSYS Maxwell软件对饱和电抗器铁芯损耗进行建模,导入5000A满负荷工况下的瞬时电流数据,仿真得到了铁芯损耗瞬时功率波形和损耗功率密度分布。同时,为了得到饱和电抗器环氧树脂局部最大电场的分布情况,对饱和电抗器正常运行工况下的峰值时刻电场进行仿真。其次,为了找到饱和电抗器内部环氧树脂材料中最大热点温度的位置,基于ANSYS Maxwell软件仿真得到的饱和电抗器的铁芯损耗功率密度建立铁芯的电磁热耦合模型,得到了铁芯的温度分布。为了进一步得到饱和电抗器内部环氧树脂整体的温度分布情况,在此基础上结合ANSYS Fluent软件建立了电磁热流多物理场耦合仿真模型。最终确定了环氧树脂内部最热点温度值及位置。最后,对饱和电抗器环氧树脂进行电热联合老化试验。为了研究环氧树脂在这两种工况下的老化差异性,分别搭建了工频正弦电压和工频脉冲电压下的电热老化平台。并根据环氧树脂内部局部温度最高点的仿真结果,设定老化温度,对比这两种工况下的环氧树脂的介电特性的变化差异,分析其老化机理及寿命的差异性。为了定量的研究饱和电抗器在实际运行的脉冲电场下的老化特性,采用双弛豫Cole-Cole模型对脉冲电场作用下的电热老化介电频谱数据进行了拟合,得到了环氧树脂不同老化状态下的特征参量与老化时间的关系,为揭示饱和电抗器内部环氧树脂老化机理及老化寿命评估提供了指导。