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第六节 变压器绕组中的波过程


小 结
变压器绕组中的波过程与输电线路中的波过程有很大 的差别,应以一系列振荡形成的驻波的方法来探讨。 无论中性点接地方式如何,初始最大电位梯度均出现 在绕组首端,其值为 du | ≈ − U α = − ( U )( α l )
dx
x=0 0 0
l
末端接地,最大电压出现在绕组首端约l/3处,值达 1.4U0;末端不接地,最大电压出现在绕组末端约l/3处, 值达1.9U0 绕组内的波过程除了与电压波的幅值有关外,还与它 的波形有关;对绕组绝缘最严重的威胁是直角短波。
末端接地,最大电压出现在绕组首端约l/3处,值达 1.4U0;末端不接地,最大电压出现在绕组末端约l/3处, 值达1.9U0
图6-35中分别画出了中性点接地和不接地的变压器绕组 中的电压初始分布、稳态分布和各点的umax 包络线。
绕组内的波过程除了与电压波的幅值有关外,还 与它的波形有关。 过电压波的波前时间越长、则振荡过程的发展就 比较和缓,绕组各点的最大对地电压和纵向电位梯度 都将较小,所以设法降低入侵过电压波的幅值和陡度 对于变压器绕组的主绝缘和纵绝缘都有很大的好处, 这是变压器外部保护所应承担的任务,通常通过变电 所进线段保护来实现。 对绕组绝缘最严重的威胁是直角短波。 因此变压器类电力设备在高压试验中要进行截波试 验,冲击截波就是实际运行中可能出现的最接近于 直角短波的严重波形。
在由电感、电容构成的复杂回路中,从电压的初始分 布到达最终稳态分布,必然经过一个过渡过程,会出 现一系列电磁振荡,这个振荡有一定的阻尼制约。
在无阻尼状态下,绕组各点在振荡中所能达到的最大 电压将遵循下式的规律 U 最大=2U 稳态 − U 初始 。将各点最大 电压值用曲线连起来,即可得到一条 umax 的包络线。
得如图6-31所示的单相绕组波过程简化等值电路:
变压器绕组中的波过程是以一系列振荡形成的驻波的 方法来探讨。 无论中性点接地方式如何,初始最大电位梯度均出 现在绕组首端,其值为
du U0 | x = 0 ≈ −U 0α = − ( )(α l ) dx l
α 是代表变压器冲击波特性的一个很重要的指标, α 越大,初始分布越不均匀,故α 越小越好。
二 、变压器对过电压的内部保护
变压器内部结构上进行过电压保护的思路包括两个 方面 (一)补偿对地电容电流(横向补偿) 为了消除电压初始分布的不均匀, 为了消除电压初始分布的不均匀,只能 设法采用静电屏、静电环、 设法采用静电屏、静电环、静电匝来加 以补偿,以补偿对地电容的分流。 以补偿,以补偿对地电容的分流。
(二)增大纵向电容(纵向补偿)
“非共振变压器”的基本原理是使电压的初始分布尽 可能接近稳态分布,因而从根本上消除或削弱振荡 的根源,其措施包括
1)减弱振荡 2)使绕组的绝缘结构与过电压的分布状况相适应
三、三相绕组中的波过程
三相绕组中性点接地方式、绕组的连接方式和进波过 程不同,则波的振荡过程不同 (一) Y0接线方式,三相间影响小,可看作三个单相绕 组的进波过程 (二) Y接线方式 如果三相同时进波,中性点处的最大电压可达首端电 压的两倍左右 仅有一相进波,中性点稳态电压为U0/3, 最大电压 2/3 U0 (三) △接线方式 振荡中最大电压在绕组中部,数值接近2U0
“非共振变压器”的基本原理是使电压的初始分布尽 可能接近稳态分布,因而从根本上消除或削弱了振荡的 根源。 随着三相绕组的接法、中性点接地方式和进波情况的 不同,振荡的结果不尽相同。 对于绕组之间的静电感应问题,只要用一只阀式避雷 器FV接在任一相出线端上,就能为整个三相绕组提供保 护。 对于绕组之间的电磁感应问题,需要依靠紧贴每相高 压绕组出线端安装的三相避雷器对过电压进行保护。 (本节完)
四、波在变压器绕组间的传递
• (一)静电感应(电容传递) 通过绕组之间的电 一 静电感应 电容传递) 静电感应( 容耦合而传递过来。 容耦合而传递过来。 只要用一只阀式避雷器 FV接在任一相出线端上,就能为整个三相绕组提 接在任一相出线端上, 接在任一相出线端上 供保护。 供保护。 • (二)电磁感应(磁传递) 因磁耦合产生。 电磁感应( 二 电磁感应 磁传递) 因磁耦合产生。 低压绕组的耐冲击强度相对较高, 低压绕组的耐冲击强度相对较高,高压绕组进波 不会对低压绕组产生影响,而当低压绕组进波时, 不会对低压绕组产生影响,而当低压绕组进波时, 则可能在高压绕组中引起危险。 则可能在高压绕组中引起危险。依靠紧贴每相高 压绕组出线端安装的三相避雷器对过电压进行保 护。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一 、单相绕组中的波过程
只需研究单相绕组中波过程的两种情况:
1)采用Y接法的高压绕组的中性点直接接地(任何一 相进来的过电压都在中性点入地,对其他几相没有影 响) 2)中性点不接地,但三相同时进波(各相完全对称)。
为了便于分析,通常作如下简化: 1)假定电气参数在绕组各处均相同(即绕组均匀); 2)忽略电阻和电导; 3)不单独计如各种互感,而把它们的作用归并到自感中
第六节 变压器绕组中的波过程
单相绕组中的波过程 变压器对过电压的内部保护 三相绕组中的波过程 波在变压器绕组间的传递
分析变压器绕组的主绝缘和纵绝缘上出现的过电压可 能达到的幅值和波形是变压器绝缘结构设计的基础。 变压器绕组中的波过程与下列三个因素有很大的关系:
1) 绕组的接法[星形(Y)或三角形(△)]; 2) 中性点接地方式(接地还是不按地); 3) 进波情况(一相、两相或三相进波)。
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