APP下载

基于双绕组等值电路模型的波过程研究

2013-11-21牟晓霞李冬雪肖模军

中国高新技术企业·综合版 2013年10期
关键词:电力变压器电场

牟晓霞 李冬雪 肖模军

摘要:目前企业在计算波过程时将低压绕组作为接地体,计算结果过于严格,加大了成本开支。文章考虑低压绕组感应过电压的影响,建立了更接近实际情况的双绕组等值电路模型,通过实例计算和实验数据的对比,论证了模型的正确性与通用性,提高了电场的计算精度。

关键词:电力变压器;纵绝缘;电场;波过程;安全裕度

中图分类号:TM422 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)29-0007-02

变压器绝缘是衡量变压器性能的一个重要指标,波过程计算作为设计阶段的重要环节,其精度一直是变压器企业关注的热点。由于绝缘结构过于复杂,因此,给电场计算带来很大的难度。以往的波过程模型计算的结果不能真实反映电场情况,基于此本文建立了一种新的波过程计算模型,并且以一台实际变压器为例进行了计算和对比,从而说明模型的正确性,新模型更接近实际情况,计算精度较高。

1 双绕组模型

现如今企业为了简化计算,计算波过程时仍然沿用传统的单绕组等值电路模型,该模型没有考虑低压绕组感应过电压的作用,以牺牲成本为代价,而且对电场的计算精度不够高,因此,本文提出了双绕组等值电路模型。双绕组等值电路模型如图1所示。其中,Lhn表示高压绕组的自感,Mhnj表示高压绕组的互感,Chkn表示高压绕组饼间电容,Chln表示高低压绕组间的电容,Lln表示低压绕组的自感,Mlnj表示低压绕组的互感,Clkn表示低压绕组饼间电容,Cltn表示低压绕组和铁心间的电容。

对图1所示的双绕组等值电路应用网孔电流法解方程,以高压绕组第一饼为例,网孔电流为ih1,根据磁通与电流关系式有,对整个绕组列网孔电流方程有:

其中K1至K3是由电感和电容组成的数学关系式,

V1(t)表示冲击电压。

2 计算实例

为了验证双绕组模型的正确性,本文对一台500kV电力变压器进行了波过程计算,计算结果如图2和图3所示。

从图2可以看出,低压绕组的电位梯度波动较大,最大值出现在绕组末端,但由于低压绕组是螺旋式绕组,且梯度幅值较小,所以低压绕组的安全度较大。图3说明全波作用时电位最大梯度出现在第20号油道附近,全波作用时双绕组模型计算的电位梯度值是8.05%,实验数据是8.18%;与实验数据的比较验证了双绕组模型的正确性。

上面是对一台普通的电力变压器进行的计算,其结果并不能说明模型的通用性,接下来为了说明双绕组模型的通用性,本文继续以一台结构较为复杂的换流变压器进行了计算,计算结注:上图中虚线代表实验数据,实线代表本文的计算数据。

3 结语

纵绝缘考核的重点是波过程计算,为了提高计算精度,本文提出了一种新的等值电路模型即双绕组等值电路模型。并且以实际变压器为例进行了双绕组模型下的波过程计算,通过与实验数据的比较验证了双绕组模型的正确性和通用性。

参考文献

[1] 郭颖娜,程为彬,王世山.变压器纵绝缘设计中冲

击响应电压分布的仿真分析[J].西安科技大学学报,

2007,27(3):452-456.

[2] 谢毓诚.电力变压器设计手册[M].北京:机械工业

出版社,2009.

[3] 路长柏.电力变压器纵绝缘技术[M].哈尔滨:哈尔

滨工业大学出版社,1990.

[4] 李道明,曲渝.变压器冲击电压分布计算在纵绝缘设

计中的应用[J].郑州大学学报,2003,24(4):

28-31.

[5] 朱英.快速暂态过电压及其在变压器绕组上分布的分

析与计算[D].沈阳工业大学,2007.

[6] 路长柏.电力变压器纵绝缘[J].黑龙江电力,2003,

25(1):8-10.

[7] 顺特电气有限公司.树脂浇注干式变压器和电抗器

[M].北京:中国电力出版社,2005.

[8] 陈慧丹,刘晓玉,陈昊.纳米硅/铝氧化物杂化聚酰

亚胺薄膜电性能研究[J].绝缘材料,2008,41

(6):37-40.

[9] 林福昌.高电压工程[M].北京:中国电力出版社,

2006.

[10] 刘建军.500kV电力变压器绕组波过程计算与分析

[J].沈阳工程学院学报,2008,4(4):330-333.

[11] 李众祥.变压器线圈冲击分布测量的研究[D].华北

电力大学,2001.

[12] 陈尔奎,李强,刘文里,等.简易冲击电压分布计

算软件的设计[J].变压器,2004,41(9):26-30.

[13] 孙海峰.VFTO作用下变压器绕组中波过程及谐振研

究[D].华北电力大学,2004.

[14] 张喜乐,梁贵书,孙海峰,等.VFTO作用下变压器

绕组的过电压计算[J].高电压技术,2005,31

(8):4-6.

[15] 梁贵书,张喜乐,王晓辉,等.特快速暂态过电压

下变压器绕组高频电路模型的研究[J].中国电机工

程学报,2006,26(4):144-148.

作者简介:牟晓霞(1963—),女,辽宁铁岭人,铁岭市电力勘测设计院工程师,研究方向:变电所土建设计。

猜你喜欢

电力变压器电场
计算电场强度常用的几种方法
电场强度叠加问题的求解
电场强度单个表达的比较
配电网电力变压器故障分析研究
电力变压器故障诊断及检修技术探究
电力变压器绕组轴向振动稳定性分析
求电场强度的新方法お
电场中六个常见物理量的大小比较
模块训练题B