固态变压器高压连接处绝缘结构优化设计

作者：袁妮; 吴俊丽; 冷兆云

来源：高压电器, 2022, 58(05): 143-148.

DOI：10.13296/j.1001-1609.hva.2022.05.019

• 固态变压器
• 绝缘结构设计
• 遗传算法
• 电场仿真

为了实现固态变压器绝缘性能的提升，满足其电压等级提升和紧凑型一体化设计的需求，利用遗传算法与电场仿真联合方法优化了固态变压器高压连接处绝缘结构。首先通过建立一体化固态变压器的绝缘结构模型，计算了稳态电场分布状态及局域电场集中位置，发现高频变压器与电力电子模块连接处接地截止点局域最高电场达6.97 kV/mm，高于空气击穿强度。其次设计了圆弧形模块连接绝缘结构将接地截止点埋入固体绝缘介质中，并通过遗传算法与电场仿真联合方法优化了圆弧形结构尺寸参数，使得连接处最高电场转移至固体绝缘介质内部，周围空气最高电场下降了84.8%至1.06 k V/mm。研究表明，优化算法与电场仿真联合的方法有助于高效优化绝缘结构，圆弧形模块连接结构是固态变压器可行的绝缘连接结构。