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　　文章編號1671變壓器沖擊電壓分布計算在縱絕緣設計中的應用李道明曲渝21.中南輸變電設備成套有限公司河南鄭州450004！2河南省電影電視學校。河南鄭州450，3器線闐的絕，必項能可靠地承受住大氣過電壓長期工作電壓操作過電壓和暫態過電壓的作用。分折廠殳壓備線閣在呃受到沖擊電壓時產生電嵫振蕩過電壓和感應過電壓的原因。對電乃，壓。器波過程進行計算與仿真運用波過程計算軟件進行變壓器絕緣結構設計，后指出波過程計算是變壓器縱絕緣設計的重要依據。

　　我國現運行大型電力變壓器的單臺大容量高電壓等級分別為840娜人500砍。變壓器的電壓等級的捉對變壓器的絕緣結構設計提出更。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數百十赫茲繞組匝間和餅間的屯容和繞組對地的電容影響己不能忽略。在沖擊電壓施加的起始時刻。沿繞組的電壓分布坫本上山分布屯容網絡決定。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。由于線圈電感和分布電容是不同性質的兩種儲能元件，因此在波之的段時間內將出現繞組中儲存過程，從而在入波繞組形成振蕩過電壓。同時，由，變樂器本身是磁耦合緊密的裝置，波繞纟的電磁振蕩將感應到其它繞組。可能產生感應過電壓。這個過程使繞組的匝間段間和繞組各線段的對地電位己不再是按匝數分布，其匝間餅間的電位差和繞組各餅的對地電位與工頻電壓分布相比較，要超過許多倍。所以，變壓器的縱絕緣結構主要應根據沖擊電壓作用時的電壓分布來決定。為此，在變壓器絕緣結構設計中，必須了解作用于線圈絕緣上的過電壓，了解在沖擊波作用下變壓器線圈內波過程及電壓分布，例如線圈中相鄰兩元件線段間間的電位差，即梯度電壓；線圈中關鍵部位的屯位左。例如昏端到某點的屯位差。

　　即線梯度電卡等這對合理確定變卡器絕緣結構。

　　保證變壓器安全可靠運行具有非常重要意義。因此在設計階段進行變壓器的沖擊屯報分布的仿真計算波過程計算己經是國內外大中型變壓器制造廠進行變壓器絕緣結構設計中必不可少的過程。

　　1沖擊電壓作用下變壓器線圈的建模變壓器線，特，是大咽變壓器線圈+又緊密的磁耦介。而1山于線圈規梭比較大。導線繞制緊密，因此線圈之間以及線圈對附近導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，這些分布參數對繞組中的電磁過程起決定作用。國際電工委員會，和我國家標準規定的標準雷電全波和截波的波形1和2.標準沖擊全波用雙指數波描述裝工作。

　　標準全波1.以50，是指視在波前時間為1.2化，視在半波峰值時間為50.標準沖擊全波與實際調試的沖擊全波之間的允許偏差為峰值±3，波前時間為±30，半峰值時間為20.截波是指述全波在達到峰值，開始截斷。

　　標準工電全波和標準截波的波前起始時刻和截斷，刻。波形的等效頻書都在數百千赫茲。在這個頻率范圍內，嚴格來講，對于電力變壓器線圈波過程的仿息應當以分布參數屯路對變壓器線圈進行述模。但記。廠電力變壓器特，是大型屯力變壓器線，結構十分復雜。不1的線圈類型變化段間異線換位等。使分布參數沿繞組分布極不均勻，或者說從個線匝過渡到另線匝時，參數不連續。此外，各繞組線匝數之多。若以線匝為單位進行分布參數建模。其規模又大得無法實現求解。因此。實際上傳統的方法圮將分布，數電路轉化為集中參數電路求解。基于上述考慮，計算變壓器線圈中沖擊電壓分布的基本思路是等值電路。

　　2；針對變壓器沖擊電壓試驗接線和線圈內部電磁暫態過程的特點，建立相應的場模型，計算等值電路的電感，數屯容參數等。

　　根據所建立電路方程，采用種適當的求解方程的方法求出沖擊電壓沿各繞組的電壓分布。

　　根據縱絕緣結構設計的需要，將沖擊電1.分布迎過后處到！1.計兌電位拂度以及線面電場強度，從而計算絕緣裕度。如果需要的話，還可以分析線圈自然頻率的分布，以避免嚴重的局部電磁振蕩。

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

　　在3等值電路中，與電感并聯的電容支路足由匝叫電容段間餅間分布電容通過等值計算獲得的縱向電容，通常稱為縱向等值電容；接在電感兩端的電容是由繞組間的分布電容繞組對鐵心的分布電容繞組對油箱的分布電容等值的橫向電容，包括對地電容和繞組間的電容。由戶變樂繞組結構的特殊性。所，電容支路是完全連通的。這樣，當陡波前的沖擊電壓施加在處于靜態中的變壓器繞組的線端時，在起始時刻，由于電感支路屯流不能突變。因而電感支路當于開路，電壓的分布主要由電容網絡決定。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度的橫向電容對單位長度的縱向電容的比值來決定的。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圈4.

　　讓足當沖擊波波尾足夠長，且波尾比較平緩時典型波形為階躍波，終電壓分布將由電感電路來決定，即基本上呈現線性分布。起始分布和終分布之差別。必然引起振蕩過程，并可能產生振蕩過屯壓。繞組的每個位置上的振蕩電壓的幅值由起始電壓分布與終電壓分布在該處的差值決定的。顯然，從這個意義上講，在沖擊電壓的作將變壓器線酬1分單并建立頻目下。起始電壓分布越接近終分布，則友鄭州大學學報工學版電壓的幅值越小，出現過電壓的可能性也越小。

　　變壓縱絕緣結構設訃的任務，就是通過適當的分區絕緣結構設計，使得盡可能提高繞組端部特別記首端1部分線餅的縱向等值電容，從而減少橫向電界對縱向屯界的比值，使起始分布盡量接近終分布。可以想象，在橫向電容不變的情況下。縱向電容從闖端到末端應，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圈端部屏蔽糾結式或內屏蔽線圈等辦法。由于工藝復雜性的原因，不可能做到縱向電容均勻變化，因此實際上采用的是分區絕緣結構。作分區絕緣結構的交界處，尤其紀糾結式線圈4連續式線圈的交界處，縱向等偵電容有較大的突變。在內屏蔽線圈與連續式線圈3波過程計算軟件在產品改進設計中的應用以3吧720000230產品為例。該產品線圈的排列5.

　　高壓線采用插入電容連續式結構。首端為段內屏蔽式，共屏蔽14段，其中8段屏2匣，6段屏1匝，中壓線圈仍采用插入電容連續式，首端為段內屏蔽結構，共屏8段，其中4段屏2匣，4段屏1匝低壓線圈為雙半螺旋式，正常油道5逆間為31麗。旋內為1.5.

　　針對上述結構，利用波過程計算軟件計算高壓線圈首端入波全波950政及中壓線圈首端入波全波480砍時各線圈的電位分布及油道梯度電壓。由此應用于變壓器設計中，其技術經濟分析從1可以清楚地肴到。于卞縱絕緣的壓縮，線圈排列緊湊，填充率高，使得改進后的產品，單臺材料消耗比同類產品少了十幾噸，而它的技變壓器鐵心直徑窗高中心距電工鋼帶重mm原產品改講產品變壓器運輸重103kg空載損耗載損耗高中！

　　短路阻抗高低！

　　短路阻抗中低1原產品改進產品術性能參數還要優于它的同類產品，從而大大提尚了其在市場中的競爭力。

　　4結束語主縱絕緣的設計改進給產品帶來的經濟效益是很大的，其利潤是極其豐厚的，但這所有的切必須以貨吒器安令可克運行為前提。邛此。準確地計算變壓器在遭受各種過電壓時各線圈的沖擊電壓分布電場分布，合理選擇縱絕緣結構非常重要。波過程計算軟件己經成為電力變壓器縱絕緣結構設汁的種屯要工具。其計算結果是確定變壓器線圈縱絕緣結構的重要依據。

　　Ii胡啟凡張喜樂。變壓器試驗技術妃。北京機械工業出版社，2000 2王贊坫。多繞饑變器線，的波過程訃算。北京清華大學電機工程與應用電子技術系，1985.

　　36之。大型電力變壓器線圈中波過程的數值分析