基于雙繞組等值電路模型波過程探究

1、基于雙繞組等值電路模型波過程探究摘要：目前企業(yè)在計算波過程時將低壓繞組作為接 地體，計算結(jié)果過于嚴(yán)格，加大了成本開支。文章考慮低壓 繞組感應(yīng)過電壓的影響，建立了更接近實際情況的雙繞組等 值電路模型，通過實例計算和實驗數(shù)據(jù)的對比，論證了模型 的正確性與通用性，提高了電場的計算精度。關(guān)鍵詞：電力變壓器；縱絕緣；電場；波過程；安全裕 度中圖分類號：tm422文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：1009-2374 (2013) 29-0007-02變壓器絕緣是衡量變壓器性能的一個重要指標(biāo)，波過程 計算作為設(shè)計階段的重要環(huán)節(jié)，其精度一直是變壓器企業(yè)關(guān) 注的熱點。由于絕緣結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，因此，給電場計算帶來 很大的難度

2、。以往的波過程模型計算的結(jié)果不能真實反映電 場情況，基于此本文建立了一種新的波過程計算模型，并且 以一臺實際變壓器為例進(jìn)行了計算和對比，從而說明模型的 正確性，新模型更接近實際情況，計算精度較髙。1雙繞組模型現(xiàn)如今企業(yè)為了簡化計算，計算波過程時仍然沿用傳統(tǒng)的單繞組等值電路模型，該模型沒有考慮低壓繞組感應(yīng)過電壓的作用，以犧牲成本為代價，而且對電場的計算精度不夠 高，因此，本文提出了雙繞組等值電路模型。雙繞組等值電 路模型如圖1所示。其中，lhn表示高壓繞組的自感，mhnj 表示高壓繞組的互感，chkn表示高壓繞組餅間電容，chin 表示高低壓繞組間的電容，lin表示低壓繞組的自感，mlnj 表示

3、低壓繞組的互感，clkn表示低壓繞組餅間電容，cltn 表示低壓繞組和鐵心間的電容。對圖1所示的雙繞組等值電路應(yīng)用網(wǎng)孔電流法解方程， 以高壓繞組第一餅為例，網(wǎng)孔電流為ihl,根據(jù)磁通與電流 關(guān)系式有，對整個繞組列網(wǎng)孔電流方程有：其中k1至k3是由電感和電容組成的數(shù)學(xué)關(guān)系式，vi (t)表示沖擊電壓。2計算實例為了驗證雙繞組模型的正確性，本文對一臺500kv電力 變壓器進(jìn)行了波過程計算，計算結(jié)果如圖2和圖3所示。從圖2可以看出，低壓繞組的電位梯度波動較大，最大 值出現(xiàn)在繞組末端，但由于低壓繞組是螺旋式繞組，且梯度 幅值較小，所以低壓繞組的安全度較大。圖3說明全波作用 時電位最大梯度出現(xiàn)在第20號

4、油道附近，全波作用時雙繞 組模型計算的電位梯度值是8. 05%,實驗數(shù)據(jù)是8. 18%；與 實驗數(shù)據(jù)的比較驗證了雙繞組模型的正確性。上面是對一臺普通的電力變壓器進(jìn)行的計算，其結(jié)果并 不能說明模型的通用性，接下來為了說明雙繞組模型的通用性，本文繼續(xù)以一臺結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的換流變壓器進(jìn)行了計 算，計算結(jié)注：上圖中虛線代表實驗數(shù)據(jù)，實線代表本文的 計算數(shù)據(jù)。3結(jié)語縱絕緣考核的重點是波過程計算，為了提高計算精度， 本文提出了一種新的等值電路模型即雙繞組等值電路模型。 并且以實際變壓器為例進(jìn)行了雙繞組模型下的波過程計算， 通過與實驗數(shù)據(jù)的比較驗證了雙繞組模型的正確性和通用 性。參考文獻(xiàn)1 郭穎娜，程為彬，王

5、世山變壓器縱絕緣設(shè)計中沖 擊響應(yīng)電壓分布的仿真分析j.西安科技大學(xué)學(xué)報， 2007, 27 (3)： 452-456.2 謝毓誠.電力變壓器設(shè)計手冊m.北京：機(jī)械工業(yè) 出版社，2009.3 路長柏電力變壓器縱絕緣技術(shù)m.哈爾濱：哈爾 濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990.4 李道明，曲渝變壓器沖擊電壓分布計算在縱絕緣 設(shè)計中的應(yīng)用j.鄭州大學(xué)學(xué)報，2003, 24 (4)：28-31.5 朱英快速暫態(tài)過電壓及其在變壓器繞組上分布的 析與計算d.沈陽工業(yè)大學(xué)，2007.6 路長柏電力變壓器縱絕緣j.黑龍江電力，2003,25 (1)： 8-10.7 順特電氣有限公司樹脂澆注干式變壓器和電抗器 m.北京：中

6、國電力出版社，2005.8 陳慧丹，劉曉玉，陳昊納米硅/鋁氧化物雜化聚酰 亞胺薄膜電性能研究j.絕緣材料，2008, 41(6)： 37-40.9 林福昌.高電壓工程m.北京：中國電力出版社，2006.10 劉建軍.500rv電力變壓器繞組波過程計算與分析 j.沈陽工程學(xué)院學(xué)報,2008, 4 (4)： 330-333.11 李眾祥變壓器線圈沖擊分布測量的研究d.華 電力大學(xué)，2001.12 陳爾奎，李強，劉文里，等簡易沖擊電壓分布計 算軟件的設(shè)計j.變壓器,2004, 41 (9)： 26-30.13 孫海峰.vft0作用下變壓器繞組中波過程及諧振 究d.華北電力大學(xué)，2004.14 張喜樂，梁貴書，孫海峰，等.vft0作用下變壓器繞組的過電壓計算j高電壓技術(shù)，2005, 31(8)： 4-6.15梁貴書，張喜樂，王曉輝，等.特快速暫態(tài)過電壓