線路和繞組的波過程-繞組中的波過程（高電壓技術）

高電壓技術—繞組中的波過程了解原子的結(jié)構及電離的概念學習目標記住變壓器繞組波的過渡過程中的相關結(jié)論記住繞組波過程中的電位分布曲線（起始、穩(wěn)態(tài)及過渡過程）領會變壓器內(nèi)部過電壓保護措施一般了解單相變壓器繞組上波過程的物理過程01單相變壓器繞組的等值電路L0——繞組單位長度的電感C0——繞組單位長度的對地電容K0——繞組單位長度的縱向電容l——繞組的長度S——表示繞組末端接地與否的開關。一、單相變壓器繞組的等值電路1)直角波開始作用瞬間的起始電壓分布（即t=0）;2)無窮長直角波長期作用時的穩(wěn)態(tài)電壓分布（即t→∞）;3)由起始階段向穩(wěn)態(tài)過渡時的振蕩階段（即t=0起到時間趨向無窮大階段）。電路分析分三個階段：一、單相變壓器繞組的等值電路02長直角波作用下繞組的起始電壓分布沖擊波剛到達瞬間，等效頻率極高，電感相當于開路，等效電路為純電容鏈：設在距繞組首端為x處電壓為u，dx長度上縱向電容為K0，其兩端電壓為du，則其上所充電荷Q二、長直角波作用下繞組的起始電壓分布在dx長度上的對地電容C0dx上的電荷合并化簡后，可得其通解為1.起始電壓分布根據(jù)邊界條件就可求出繞組的起始電壓分布。邊界條件分繞組末端接地（x=0時，u=U0;x=l時，u=0）與末端不接地兩種（x=0時u=U0;x=l時，i=0）情況，可求得：不論繞組末端接地與否，繞組的起始電壓分布均可用下式近似計算稱為變壓器繞組的空間系數(shù)二、長直角波作用下繞組的起始電壓分布（1）繞組中的起始電壓分布很不均勻，不均勻程度與αl有關，αl愈大，起始電壓分布愈不均勻。（2）最大電位梯度為即繞組首端的電位梯度將是平均電位梯度的αl倍。一般連續(xù)式繞組αl≈5~15。（3）截波作用下繞組內(nèi)的最大電位梯度比全波作用時大，而危及繞組的縱絕緣（變壓器的匝間、層間絕緣）。結(jié)論二、長直角波作用下繞組的起始電壓分布當沖擊波剛到達繞組時，變壓器繞組等效為K0~C0組成的電容鏈，對首端來說相當于一個等效集中電容，稱為入口電容CT。一般約為500~2000Pf2、變壓器的入口電容二、長直角波作用下繞組的起始電壓分布03穩(wěn)態(tài)電壓分布當t→∞時，電流變化率為零，電感L0相當于短路，而K0、C0已充滿電荷，其支路相當于開路。所以繞組的穩(wěn)態(tài)電壓按繞組電阻分配，由于繞組電阻是均勻的，所以其穩(wěn)態(tài)電壓分布也是均勻的當t→∞時，繞組各點的對地電位均為U0

1.繞組末端接地三.穩(wěn)態(tài)電壓分布2.繞組末端開路04振蕩過程中繞組的最大電位分布變壓器繞組中的初始電壓分布U0和穩(wěn)態(tài)電壓分布U不相同，在過渡過程中將發(fā)生振蕩，振蕩激烈程度和兩者的差值直接相關。過渡過程中繞組各點的最大對地電壓Umax可按下式定性計算

四.振蕩過程中繞組的最大電位分布1）對末端接地的繞組，最大電位將出現(xiàn)在繞組首端附近，其值將達1.4U0左右；2）對末端開路的繞組，最大電位將出現(xiàn)在繞組末端附近，其值將達1.9U0左右。最大電壓分布危及繞組的主絕緣。結(jié)論：05變壓器的內(nèi)部保護五.變壓器的內(nèi)部保護1.繞組產(chǎn)生振蕩的根本原因變壓器繞組電壓的起始電壓分布與穩(wěn)態(tài)分布不一致2.改善措施使起始電壓分布與穩(wěn)態(tài)電壓分布接近3.具體措施1）采用靜電補償以減小C0的影響2）采用糾結(jié)式繞組以增大K0五.變壓器的內(nèi)部保護06三相變壓器中的波過程六.三相變壓器中的波過程當忽略三相繞組間的電磁耦合時，三個繞組可以看成是獨立的、末端接地的單相繞組，不論單相、兩相或三相進波，各繞組的電壓分布與單相繞組時相同。1.中性點接地的星形接線2.中性點不接地的星形接線單相進波兩相進波三相同時進波單相進波時，中性點O的穩(wěn)態(tài)電壓為1/3U0，過渡過程中其最大對地電位為2/3U0

兩相進波時，中性點O的穩(wěn)態(tài)電位2/3U0，最大電位可達4/3U0

三相同時進波時，中性點O的穩(wěn)態(tài)電位可達U0，最大電位可達2U0

六.三相變壓器中的波過程3.三角形接線單相進波時，波過程與末端接地的單相繞組相同。兩相和三相同時進波時，在各相繞組中部對地電位可達2U0六.三相變壓器中的波過程07在變壓器繞組間的傳播1.波的過渡七.在變壓器繞組間的傳播當沖擊電壓波入侵于變壓器的高壓繞組時，在低壓繞組中產(chǎn)生的過電壓，稱為波的過渡。波由高壓繞組向低壓繞組傳播的途徑有兩個：一是通過靜電耦合，二是通過電磁感應。1）繞組間的靜電耦合對三繞組變壓器，當由高壓側(cè)或中壓側(cè)進波時，該分量可能危及開路的低壓繞組的絕緣。增大低壓側(cè)對地電容（例如低壓繞組開路后還接一段電纜）是降低靜電感應過電壓的有效措施。C12──高低壓繞組間的電容；C