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局部放电脉冲沿变电站主接线的传播 王娟李福祺谈克雄 (清华大学电机系100084) 摘要本文以变压器及其外部电路的阻抗矩阵为模块，建立了某50DkV变电站局部放电 脉冲传播的频域仿真模型．作为耦合单元的外部电路，其阻抗在很大程度上影响了放电检 测，研究了外部电路阻抗频率特性随电路连接范围、电容型设备、接线方式等因素的变化． 通过分析支路电流响应．指出了不同监测点酌合适检测频带．通过在线、离线标定的分析， 给出两种标定的等效比值． 关键词 局部放电脉冲传播仿真模型放电量标定电力变压嚣 局部放电特性是诊断超高压变压器绝缘状态的重要依据之一。对运行中变压器实行放电 在线监测(包括带电测量)，可避免停电和需要专门试验电源的缺点，因而受到人们越来越多 的关注。离线测试时．变压器与变电站母线及其他设备没有电气连接，是“孤立”设备。测 试前经小电容注入方波进行放电量标定。在线监测时，变压器不再孤立．而与母线、其他设 备以及变电站出线(简称变压器的外部电路)相连。由于耦台装置(外部电路)改变，测试装置 也可能与离线时不同，这样就引出以下问题：离线测试时的标定系数能否使用于在线监测； 如何进行在线标定；变电站接线方式改变时标定系数是否会变化；如何选择在线监{I!!|装置的 频率特性；等等。本文介绍对其中一些主要问题的研究结果。 离线标定包括两种情况：一种是指离线对孤立交压器的标定；另一种则是指考虑变压器 的外部电路．在离线情况下进行的标定。显然，第一种情况下的标定系数不能用于在线监测， 所以以后讨论的离线标定皆指第二种情况。 国际规程及我国国家标准规定，将方波电压经分度电容接至被试品两端来进行放电量标 定。标定系数不仅取决于试品电容，还与耦台电容以及测试装置的频率特性有关。在变电站 在线监测变压器的放电时，起耦合作用的外部电路不再是单纯的电容，而是呈现复杂特性的 阻抗。研究放电脉冲在变压器外部电路中的传播规律，是分析有关问题的重要基础。由于在 变电站内对设备和线路系统地进行现场试验研究的实际困难很多，所以本文以东北某电厂 500k7变电站为对象，通过仿真建模来研究放电脉冲沿变电站主接线的传播。这种仿真研究 的本质是电磁暂态计算，所以可以应用一些有关的、较成熟的计算程序，如线路计算程序LCP、 电磁暂态计算程序酬TP和变压器暂态计算程序等。 2放电脉冲沿变电站主接线传播的仿真模型 该电厂2号主变压器为三台单相变压器，型号DFP一240000／500，额定电压500／20kV， 高压绕组为星形接法，中性点经小电阻接地，低压绕组为三角形接法，与发电机相连。500kV 电气主接线为双母(南母、北母)带旁母结构，有5个闯隔：①500／20kv主变；厘)500／20k7 联变：③母线CVT；④出线：⑤母联兼旁路。由于需研究的是主变放电脉冲的传播，而550／20kV 联变及500kV出线离主变较远，由以后分析可知，它们的影响可以忽略。所以分析时只考虑 主变及5个间隔的母线、断路器、cr和cvT。变电站的第一种接线方式如图1，主变连接在 北母线，直接向联变间隔供电．并通过连接线和南母线向线路间隔供电。图中紧靠～起的两 个节点间接有隔离开关，断路器和cT的对地电容合在一起，在图中以cT表示，CVT也以其 对地电容代表。 。 ’圭cvT 16。 士CVT cT士 州8叫H 11叫H CT9CT 18‘CT 主受 联变 线路 图l某500kV变电站的第一种接线方式 根据图l接线建立图2所示仿真模型【1]。在不 同频率下计算主变压器的阻抗矩阵[五。。]，以及 c币而甄磊1临 外部电路，包括母线(含联结线)、田(含断路器)和z叫毛。4 hz5001fV