变压器绕组中的波过程.ppt.ppt

变压器绕组中的波过程 4.7 变压器绕组中的波过程 电力变压器经常受到雷电和操作过电压的侵袭，这时在绕组内部将出现很复杂的电磁振荡过程，使绕组各点对地和绕组各点之间的绝缘（如匝间、层间和段间）上出现很高的过电压. 4.7 变压器绕组中的波过程 当无限长直角波作用于绕组时 起始时：电感电流不能突变， t=0时，电感中的电流为零，这就相当于电感为开路，波前等值频率很高，等值电路只包含电容链并决定起始电压分布. 4.7 变压器绕组中的波过程 4.7 变压器绕组中的波过程 根据绕组末端（中性点）接地方式的边界条件，可以得到绕组电压起始分布 末端接地的绕组： 末端不接地的绕组（最末一个纵向电容K0/dx上的电荷必定为零）： 4.7 变压器绕组中的波过程 4.7 变压器绕组中的波过程 电压起始分布可统一写成： 绕组中的电压起始分布很不均匀，其程度与αl值有关 αl愈大分布愈不均匀，大部分电压降落在首端，在x=0处有最大电位梯度 4.7 变压器绕组中的波过程 从上面的分析可知：t=0瞬间，绕组相当于一电容链，此电容可等值为一集中电容CT，称为变压器的入口电容。 试验表明：当很陡的冲击波作用时，在过电压波刚刚到达的5μs内，绕组中的电磁振荡尚未发展起来，电感电流很小，可以忽略。则变压器在这段时间内可用入口电容来等值。 4.7 变压器绕组中的波过程 对于末端接地的绕组：各点根据电阻而形成均匀的稳态电压分布 4.7 变压器绕组中的波过程 过渡过程中绕组各点的最大对地电压包络线 4.7 变压器绕组中的波过程 不论绕组末端是开路还是接地，当t=0时，绕组纵向最大电位梯度将出现在绕组首端，其值为 。 理论分析和实验结果表明：随着振荡过程的发展，最大电位梯度的出现点将向绕组深处传播，绕组各点将在不同时刻出现最大电位梯度，这对纵绝缘的保护和设计是个很重要的问题。 在末端接地的绕组中，最大电压将出现在绕组首端附近，其值可达1.4U0 在末端不接地的绕组中，最大电压将出现在中性点附近，其值可达1.9U0 实际的绕组因有损耗而使最大电位有所降低 4.7 变压器绕组中的波过程 绕组中的振荡过程与作用在绕组上的冲击电压波形有关，冲击电压波头时间越长，上升速度越低，则绕组上的初始电压分布由于受电感电流的影响，就将与稳态电位分布较接近，振荡过程的发展就比较缓和，绕组各点对地的最大电位和纵向电位梯度也将较低。反之，当波头很陡的冲击电压作用时，绕组内的振荡将很激烈。 所以，减小入侵冲击电压的陡度对绕组的主绝缘和纵绝缘的保护具有很重要的意义。 4.7 变压器绕组中的波过程 在变电站内由于避雷器动作或设备绝缘闪络的结果，使入侵的冲击电压波发生截断，原已被充电到u的变压器的入口电容将经线段L的电感放电，形成振荡,因此，必须对电力变压器进行截波冲击试验。 1. 中性点不接地的星形绕组 单相进波，中性点最大电压为2U0/3 两相进波，中性点最大电压为4U0/3 三相进波，中性点最大电压为2U0 4.7 变压器绕组中的波过程 2. 三角形绕组 单相进波，和末端接地的单相绕组相同 三相进波，绕组中部电压最高可达2U0 4.7 变压器绕组中的波过程 当过电压侵入变压器某一绕组时，由于绕组之间的电磁耦合，在变压器其它绕组上也会出现感应过电压，这就是绕组之间波过程的传递 1. 静电分量 式中：C2包含绕组Ⅱ连接电器、 线路、电缆的对地电容，使 C2C12 静电耦合分量对副边无危险 但副边开路，静电分量较高，应采用保护措施 4.7 变压器绕组中的波过程 2. 电磁分量（磁传递） 绕组Ⅰ在过电压波作用下，随时间推移，绕组电感中会逐渐通过电流产生磁通，使绕组Ⅱ感应出电压，这就是电磁感应分量 * * 绕组阻抗 变比 短路阻抗频率响应分析 恢复电压测量 绝缘电阻 一、单绕组中的波过程 略去线匝互感与绕组损耗得绕组简化等值电路 初始分布 t=0时 αl不同时电压的起始分布不同，αl愈大，电压起始分布曲线下降愈快； 一般αl的值为5～15，当αl 5时，有shαl＝chαl，因此中性点接地方式对电压起始分布影响不大。 αl不同的电压起始分布 上式表明，在t=0+时，绕组首端的电位梯度是平均梯度的αl倍，式中负号表示绕组各点电位随x增大而减小。因此对绕组首端绝缘应采取保护措施。 变压器绕组入口电容是绕组总的对地电容和总的纵向电容的几何平均值。 变压器绕组入口电容与其结构有关，不同电压等级的变压器入口电容值不同。 稳态时：电感短路，电容开路。波长等值频率很低，等值电路由绕组电阻决定稳态电压分布. 稳态分布 对于末端不接地的绕组：各点的稳态电位均为 1-起始电位分布；2-稳态电位分布；3=