發(fā)布時間：2020-04-25 07:10

【摘要】：氣體絕緣變電站(GIS)中,隔離開關(guān)、斷路器操作或短路故障都可能引發(fā)特快速暫態(tài)過電壓(VFTO)。VFTO具有納秒級的上升沿,含有數(shù)百kHz至數(shù)十MHz的頻率分量。這樣的暫態(tài)電壓波浸入變壓器線圈將形成不均勻的分布,也可能激發(fā)起局部電磁振蕩,使線圈絕緣受損。因此,準確確定VFTO作用下變壓器線圈的高頻電路模型至關(guān)重要。導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)和油紙復(fù)介電常數(shù)的頻變特性導(dǎo)致變壓器繞組傳輸線模型中的阻抗參數(shù)和導(dǎo)納參數(shù)產(chǎn)生頻變。然而,傳統(tǒng)的變壓器繞組傳輸線模型往往忽略油紙介電常數(shù)的頻變特性或者在平行板和同軸圓柱體電容公式基礎(chǔ)上確定頻變導(dǎo)納參數(shù),影響繞組上暫態(tài)過電壓分布計算的準確性。本文以此為背景,對油浸式變壓器繞組的分數(shù)階模型辨識及其VFTO分布的計算方法展開了研究。首先,以電介質(zhì)弛豫極化理論為基礎(chǔ),得出變壓器繞組單位長度復(fù)電容與復(fù)介電常數(shù)的線性對應(yīng)關(guān)系,在有限元軟件FEMM的基礎(chǔ)上得到油紙在各個頻點下的復(fù)介電常數(shù)所對應(yīng)的復(fù)電容值;其次,由復(fù)電容的擬合模型,得出頻變特性下變壓器繞組傳輸線模型中分數(shù)階導(dǎo)納的表達式,同時考慮趨膚效應(yīng)在不同種類矩形橫截面導(dǎo)體中趨膚深度的差異,精確單位長度頻變阻抗計算公式,進而確定整個模型的參數(shù);第三,通過引入Caputo定義下分數(shù)階微分的離散形式,改進了傳統(tǒng)多導(dǎo)體傳輸線時域有限元法,避免了復(fù)雜的矢量匹配過程;第四,以實驗室中的油浸連續(xù)式繞組為例,對其分數(shù)階傳輸線模型進行仿真計算并將仿真結(jié)果與實驗測量值和其余幾種參數(shù)下的繞組傳輸線模型仿真結(jié)果進行對比,驗證本文所確定分數(shù)階模型參數(shù)的準確性;第五,將上述變壓器繞組的分數(shù)階模型辨識及其VFTO分布的計算方法用于大型糾結(jié)插花式變壓器繞組的仿真計算。
【圖文】：

軟件 FEMM 計算匝間復(fù)電容過程中，通過設(shè)置油紙介電常構(gòu)尺寸影響系數(shù)，在式（3-14）基礎(chǔ)上通過復(fù)介電常數(shù)代替同頻點下變壓器繞組匝間復(fù)電容值。餅間電容由油道和匝間3-14）基礎(chǔ)上可得餅間電容的表達式為0 0 1 10 0 0 0C 1分別代表油紙和油的介電常數(shù)，0 1 、 分別代表匝間絕緣系數(shù)，電容值 C 可通過 FEMM 得到。通過 的兩組不，進而聯(lián)立方程求得 。通過不同頻點下的油紙復(fù)介電點下變壓器繞組餅間復(fù)電容值。同理可得在不同頻點下對鐵芯以及油箱的復(fù)電容值。元軟件求解限元軟件 FEMM 計算導(dǎo)體感應(yīng)能量過程如圖 3-4、3-5、

圖 3-5 導(dǎo)體 6 電位為 1 其余導(dǎo)體電位為 0 時圖 3-6 導(dǎo)體 5 電位為 1 其余導(dǎo)體電位為 0 時得當分別設(shè)置導(dǎo)體 8、14 電位為 1，，其余導(dǎo)體電位為 0 時
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM411

【參考文獻】

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本文編號：2639953