文章編號(hào)1671變壓器沖擊電壓分布計(jì)算在縱絕緣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用李道明曲渝21.中南輸變電設(shè)備成套有限公司河南鄭州450004！2河南省電影電視學(xué)校。河南鄭州450，3器線(xiàn)闐的絕，必項(xiàng)能可靠地承受住大氣過(guò)電壓長(zhǎng)期工作電壓操作過(guò)電壓和暫態(tài)過(guò)電壓的作用。分折廠(chǎng)殳壓備線(xiàn)閣在呃受到?jīng)_擊電壓時(shí)產(chǎn)生電嵫振蕩過(guò)電壓和感應(yīng)過(guò)電壓的原因。對(duì)電乃，壓。器波過(guò)程進(jìn)行計(jì)算與仿真運(yùn)用波過(guò)程計(jì)算軟件進(jìn)行變壓器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后指出波過(guò)程計(jì)算是變壓器縱絕緣設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

我國(guó)現(xiàn)運(yùn)行大型變壓器的單臺(tái)最大容量最高電壓等級(jí)分別為840娜人500砍。變壓器的電壓等級(jí)的捉對(duì)變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出更。的要求在工頻電壓和操作電壓作用下，電力變壓器繞組匝間和餅間的電壓差值近似按匝數(shù)平均分布。但在雷電沖擊作用下，由于電壓波形的波前等值頻率達(dá)數(shù)百十赫茲繞組匝間和餅間的屯容和繞組對(duì)地的電容影響己不能忽略。在沖擊電壓施加的起始時(shí)刻。沿繞組的電壓分布坫本上山分布屯容網(wǎng)絡(luò)決定。形成了沿繞組極不均勻的分布。

主要電壓將降落在入波繞組的前半部分。由于線(xiàn)圈電感和分布電容是不同性質(zhì)的兩種儲(chǔ)能元件，因此在波之的段時(shí)間內(nèi)將出現(xiàn)繞組中儲(chǔ)存過(guò)程，從而在入波繞組形成振蕩過(guò)電壓。同時(shí)，由，變樂(lè)器本身是磁耦合緊密的裝置，波繞纟的電磁振蕩將感應(yīng)到其它繞組?？赡墚a(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。這個(gè)過(guò)程使繞組的匝間段間和繞組各線(xiàn)段的對(duì)地電位己不再是按匝數(shù)分布，其匝間餅間的電位差和繞組各餅的對(duì)地電位與工頻電壓分布相比較，要超過(guò)許多倍。所以，變壓器的縱絕緣結(jié)構(gòu)主要應(yīng)根據(jù)沖擊電壓作用時(shí)的電壓分布來(lái)決定。為此，在變壓器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須了解作用于線(xiàn)圈絕緣上的過(guò)電壓，了解在沖擊波作用下變壓器線(xiàn)圈內(nèi)波過(guò)程及電壓分布，例如線(xiàn)圈中相鄰兩元件線(xiàn)段間間的電位差，即梯度電壓；線(xiàn)圈中關(guān)鍵部位的屯位左。例如昏端到某點(diǎn)的屯位差。

即線(xiàn)梯度電卡等這對(duì)合理確定變卡器絕緣結(jié)構(gòu)。

保證變壓器安全可靠運(yùn)行具有非常重要意義。因此在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行變壓器的沖擊屯報(bào)分布的仿真計(jì)算波過(guò)程計(jì)算己經(jīng)是國(guó)內(nèi)外大中型變壓器制造廠(chǎng)進(jìn)行變壓器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必不可少的過(guò)程。

1沖擊電壓作用下變壓器線(xiàn)圈的建模變壓器線(xiàn)，特，是大咽變壓器線(xiàn)圈+又緊密的磁耦介。而1山于線(xiàn)圈規(guī)梭比較大。導(dǎo)線(xiàn)繞制緊密，因此線(xiàn)圈之間以及線(xiàn)圈對(duì)附近導(dǎo)體鐵心油箱金屬緊固件等之間打較大的分布屯容。在具有陡波前的沖擊電壓作用下，這些分布參數(shù)對(duì)繞組中的電磁過(guò)程起決定作用。國(guó)際電工委員會(huì)，和我國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)雷電全波和截波的波形1和2.標(biāo)準(zhǔn)沖擊全波用雙指數(shù)波描述裝工作。

標(biāo)準(zhǔn)全波1.以50，是指視在波前時(shí)間為1.2化，視在半波峰值時(shí)間為50.標(biāo)準(zhǔn)沖擊全波與實(shí)際調(diào)試的沖擊全波之間的允許偏差為峰值±3，波前時(shí)間為±30，半峰值時(shí)間為20.截波是指述全波在達(dá)到峰值，開(kāi)始截?cái)唷?/p>

標(biāo)準(zhǔn)工電全波和標(biāo)準(zhǔn)截波的波前起始時(shí)刻和截?cái)?，刻。波形的等效頻書(shū)都在數(shù)百千赫茲。在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，嚴(yán)格來(lái)講，對(duì)于電力變壓器線(xiàn)圈波過(guò)程的仿息應(yīng)當(dāng)以分布參數(shù)屯路對(duì)變壓器線(xiàn)圈進(jìn)行述模。但記。廠(chǎng)電力變壓器特，是大型屯力變壓器線(xiàn)，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。不1的線(xiàn)圈類(lèi)型變化段間異線(xiàn)換位等。使分布參數(shù)沿繞組分布極不均勻，或者說(shuō)從個(gè)線(xiàn)匝過(guò)渡到另線(xiàn)匝時(shí)，參數(shù)不連續(xù)。此外，各繞組線(xiàn)匝數(shù)之多。若以線(xiàn)匝為單位進(jìn)行分布參數(shù)建模。其規(guī)模又大得無(wú)法實(shí)現(xiàn)求解。因此。實(shí)際上傳統(tǒng)的方法圮將分布，數(shù)電路轉(zhuǎn)化為集中參數(shù)電路求解。基于上述考慮，計(jì)算變壓器線(xiàn)圈中沖擊電壓分布的基本思路是等值電路。

2；針對(duì)變壓器沖擊電壓試驗(yàn)接線(xiàn)和線(xiàn)圈內(nèi)部電磁暫態(tài)過(guò)程的特點(diǎn)，建立相應(yīng)的場(chǎng)模型，計(jì)算等值電路的電感，數(shù)屯容參數(shù)等。

根據(jù)所建立電路方程，采用種適當(dāng)?shù)那蠼夥匠痰姆椒ㄇ蟪鰶_擊電壓沿各繞組的電壓分布。

根據(jù)縱絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，將沖擊電1.分布迎過(guò)后處到！1.計(jì)兌電位拂度以及線(xiàn)面電場(chǎng)強(qiáng)度，從而計(jì)算絕緣裕度。如果需要的話(huà)，還可以分析線(xiàn)圈自然頻率的分布，以避免嚴(yán)重的局部電磁振蕩。

2變壓器線(xiàn)圈的沖擊特性變壓器線(xiàn)圈的等值電路是由單元的等值電路連接而成的，每單元就足線(xiàn)圈的1個(gè)邰分。單兀線(xiàn)圈等值電路包穴條電感支路和條縱向電容支路并聯(lián)在兩個(gè)端點(diǎn)上，還有若干分別連接在兩個(gè)端點(diǎn)上的對(duì)地電容和對(duì)其它單兒的屯容。木文僅提供單繞組變壓器線(xiàn)圈的等值電路3所2所，中兒之間還。燈互感。

在3等值電路中，與電感并聯(lián)的電容支路足由匝叫電容段間餅間分布電容通過(guò)等值計(jì)算獲得的縱向電容，通常稱(chēng)為縱向等值電容；接在電感兩端的電容是由繞組間的分布電容繞組對(duì)鐵心的分布電容繞組對(duì)油箱的分布電容等值的橫向電容，包括對(duì)地電容和繞組間的電容。由戶(hù)變樂(lè)繞組結(jié)構(gòu)的特殊性。所，電容支路是完全連通的。這樣，當(dāng)陡波前的沖擊電壓施加在處于靜態(tài)中的變壓器繞組的線(xiàn)端時(shí)，在起始時(shí)刻，由于電感支路屯流不能突變。因而電感支路當(dāng)于開(kāi)路，電壓的分布主要由電容網(wǎng)絡(luò)決定。以均勻單繞組變壓器為例，沿繞組的起始電壓分布完全由單位長(zhǎng)度的橫向電容對(duì)單位長(zhǎng)度的縱向電容的比值來(lái)決定的。比值越大，電壓分布越不均勻，大部分叫1注要降落在近入波端的小部分線(xiàn)圈4.

讓足當(dāng)沖擊波波尾足夠長(zhǎng)，且波尾比較平緩時(shí)典型波形為階躍波，最終電壓分布將由電感電路來(lái)決定，即基本上呈現(xiàn)線(xiàn)性分布。起始分布和最終分布之差別。必然引起振蕩過(guò)程，并可能產(chǎn)生振蕩過(guò)屯壓。繞組的每個(gè)位置上的振蕩電壓的幅值由起始電壓分布與最終電壓分布在該處的差值決定的。顯然，從這個(gè)意義上講，在沖擊電壓的作將變壓器線(xiàn)酬1分單并建立頻目下。起始電壓分布越接近最終分布，則友鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)工學(xué)版電壓的幅值越小，出現(xiàn)過(guò)電壓的可能性也越小。

變壓縱絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)訃的任務(wù)，就是通過(guò)適當(dāng)?shù)姆謪^(qū)絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得盡可能提高繞組端部特別記首端1部分線(xiàn)餅的縱向等值電容，從而減少橫向電界對(duì)縱向屯界的比值，使起始分布盡量接近最終分布?？梢韵胂螅跈M向電容不變的情況下?？v向電容從闖端到末端應(yīng)，逐漸減小，而。

首端的縱向電界砬足夠大提高變壓器縱向等值電容的辦法主要有采用線(xiàn)圈端部屏蔽糾結(jié)式或內(nèi)屏蔽線(xiàn)圈等辦法。由于工藝復(fù)雜性的原因，不可能做到縱向電容均勻變化，因此實(shí)際上采用的是分區(qū)絕緣結(jié)構(gòu)。作分區(qū)絕緣結(jié)構(gòu)的交界處，尤其紀(jì)糾結(jié)式線(xiàn)圈4連續(xù)式線(xiàn)圈的交界處，縱向等偵電容有較大的突變。在內(nèi)屏蔽線(xiàn)圈與連續(xù)式線(xiàn)圈3波過(guò)程計(jì)算軟件在產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以3吧720000230產(chǎn)品為例。該產(chǎn)品線(xiàn)圈的排列5.

高壓線(xiàn)采用插入電容連續(xù)式結(jié)構(gòu)。首端為段內(nèi)屏蔽式，共屏蔽14段，其中8段屏2匣，6段屏1匝，中壓線(xiàn)圈仍采用插入電容連續(xù)式，首端為段內(nèi)屏蔽結(jié)構(gòu)，共屏8段，其中4段屏2匣，4段屏1匝低壓線(xiàn)圈為雙半螺旋式，正常油道5逆間為31麗。旋內(nèi)為1.5.

針對(duì)上述結(jié)構(gòu)，利用波過(guò)程計(jì)算軟件計(jì)算高壓線(xiàn)圈首端入波全波950政及中壓線(xiàn)圈首端入波全波480砍時(shí)各線(xiàn)圈的電位分布及油道梯度電壓。由此應(yīng)用于變壓器設(shè)計(jì)中，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析從1可以清楚地肴到。于卞縱絕緣的壓縮，線(xiàn)圈排列緊湊，填充率高，使得改進(jìn)后的產(chǎn)品，單臺(tái)材料消耗比同類(lèi)產(chǎn)品少了十幾噸，而它的技變壓器鐵心直徑窗高中心距電工鋼帶重mm原產(chǎn)品改講產(chǎn)品變壓器運(yùn)輸重103kg空載損耗載損耗高中！

短路阻抗高低！

短路阻抗中低1原產(chǎn)品改進(jìn)產(chǎn)品術(shù)性能參數(shù)還要優(yōu)于它的同類(lèi)產(chǎn)品，從而大大提尚了其在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

4結(jié)束語(yǔ)主縱絕緣的設(shè)計(jì)改進(jìn)給產(chǎn)品帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是很大的，其利潤(rùn)是極其豐厚的，但這所有的切必須以貨吒器安令可克運(yùn)行為前提。邛此。準(zhǔn)確地計(jì)算變壓器在遭受各種過(guò)電壓時(shí)各線(xiàn)圈的沖擊電壓分布電場(chǎng)分布，合理選擇縱絕緣結(jié)構(gòu)非常重要。波過(guò)程計(jì)算軟件己經(jīng)成為電力變壓器縱絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)汁的種屯要工具。其計(jì)算結(jié)果是確定變壓器線(xiàn)圈縱絕緣結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。