第六節(jié)變壓器繞組中的波過程

第六節(jié)變壓器繞組中的波過程第1頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1)繞組的接法[星形(Y)或三角形(△)]；2)中性點(diǎn)接地方式(接地還是不按地)；3)進(jìn)波情況(一相、兩相或三相進(jìn)波)。分析變壓器繞組的主絕緣和縱絕緣上出現(xiàn)的過電壓可能達(dá)到的幅值和波形是變壓器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

變壓器繞組中的波過程與下列三個(gè)因素有很大的關(guān)系：第2頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一只需研究單相繞組中波過程的兩種情況：1)采用Y接法的高壓繞組的中性點(diǎn)直接接地（任何一相進(jìn)來的過電壓都在中性點(diǎn)入地，對(duì)其他幾相沒有影響）2)中性點(diǎn)不接地，但三相同時(shí)進(jìn)波（各相完全對(duì)稱）。一、單相繞組中的波過程第3頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一為了便于分析，通常作如下簡(jiǎn)化：1)假定電氣參數(shù)在繞組各處均相同（即繞組均勻）；2)忽略電阻和電導(dǎo)；3)不單獨(dú)計(jì)如各種互感，而把它們的作用歸并到自感中得如圖6-31所示的單相繞組波過程簡(jiǎn)化等值電路：第4頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一變壓器繞組中的波過程是以一系列振蕩形成的駐波的方法來探討。無論中性點(diǎn)接地方式如何，初始最大電位梯度均出現(xiàn)在繞組首端，其值為是代表變壓器沖擊波特性的一個(gè)很重要的指標(biāo)，越大，初始分布越不均勻，故越小越好。第5頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一在由電感、電容構(gòu)成的復(fù)雜回路中，從電壓的初始分布到達(dá)最終穩(wěn)態(tài)分布，必然經(jīng)過一個(gè)過渡過程，會(huì)出現(xiàn)一系列電磁振蕩，這個(gè)振蕩有一定的阻尼制約。在無阻尼狀態(tài)下，繞組各點(diǎn)在振蕩中所能達(dá)到的最大電壓將遵循下式的規(guī)律。將各點(diǎn)最大電壓值用曲線連起來，即可得到一條的包絡(luò)線。第6頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一末端接地，最大電壓出現(xiàn)在繞組首端約l/3處，值達(dá)1.4U0；末端不接地，最大電壓出現(xiàn)在繞組末端約l/3處,值達(dá)1.9U0圖6-35中分別畫出了中性點(diǎn)接地和不接地的變壓器繞組中的電壓初始分布、穩(wěn)態(tài)分布和各點(diǎn)的包絡(luò)線。第7頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一繞組內(nèi)的波過程除了與電壓波的幅值有關(guān)外，還與它的波形有關(guān)。過電壓波的波前時(shí)間越長(zhǎng)、則振蕩過程的發(fā)展就比較和緩，繞組各點(diǎn)的最大對(duì)地電壓和縱向電位梯度都將較小，所以設(shè)法降低入侵過電壓波的幅值和陡度對(duì)于變壓器繞組的主絕緣和縱絕緣都有很大的好處，這是變壓器外部保護(hù)所應(yīng)承擔(dān)的任務(wù)，通常通過變電所進(jìn)線段保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)繞組絕緣最嚴(yán)重的威脅是直角短波。因此變壓器類電力設(shè)備在高壓試驗(yàn)中要進(jìn)行截波試驗(yàn)，沖擊截波就是實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最接近于直角短波的嚴(yán)重波形。第8頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、變壓器對(duì)過電壓的內(nèi)部保護(hù)變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行過電壓保護(hù)的思路包括兩個(gè)方面(一)補(bǔ)償對(duì)地電容電流（橫向補(bǔ)償）為了消除電壓初始分布的不均勻，只能設(shè)法采用靜電屏、靜電環(huán)、靜電匝來加以補(bǔ)償，以補(bǔ)償對(duì)地電容的分流。第9頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(二)增大縱向電容（縱向補(bǔ)償）“非共振變壓器”的基本原理是使電壓的初始分布盡可能接近穩(wěn)態(tài)分布，因而從根本上消除或削弱振蕩的根源，其措施包括1)減弱振蕩2)使繞組的絕緣結(jié)構(gòu)與過電壓的分布狀況相適應(yīng)第10頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、三相繞組中的波過程三相繞組中性點(diǎn)接地方式、繞組的連接方式和進(jìn)波過程不同，則波的振蕩過程不同(一)Y0接線方式，三相間影響小，可看作三個(gè)單相繞組的進(jìn)波過程(二)Y接線方式如果三相同時(shí)進(jìn)波，中性點(diǎn)處的最大電壓可達(dá)首端電壓的兩倍左右僅有一相進(jìn)波，中性點(diǎn)穩(wěn)態(tài)電壓為U0/3,最大電壓2/3U0

(三)△接線方式振蕩中最大電壓在繞組中部，數(shù)值接近2U0第11頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一四、波在變壓器繞組間的傳遞(一)靜電感應(yīng)（電容傳遞）通過繞組之間的電容耦合而傳遞過來。只要用一只閥式避雷器FV接在任一相出線端上，就能為整個(gè)三相繞組提供保護(hù)。

(二)電磁感應(yīng)（磁傳遞）因磁耦合產(chǎn)生。低壓繞組的耐沖擊強(qiáng)度相對(duì)較高，高壓繞組進(jìn)波不會(huì)對(duì)低壓繞組產(chǎn)生影響，而當(dāng)?shù)蛪豪@組進(jìn)波時(shí)，則可能在高壓繞組中引起危險(xiǎn)。依靠緊貼每相高壓繞組出線端安裝的三相避雷器對(duì)過電壓進(jìn)行保護(hù)。第12頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一小結(jié)變壓器繞組中的波過程與輸電線路中的波過程有很大的差別，應(yīng)以一系列振蕩形成的駐波的方法來探討。無論中性點(diǎn)接地方式如何，初始最大電位梯度均出現(xiàn)在繞組首端，其值為末端接地，最大電壓出現(xiàn)在繞組首端約l/3處，值達(dá)1.4U0；末端不接地，最大電壓出現(xiàn)在繞組末端約l/3處,值達(dá)1.9U0繞組內(nèi)的波過程除了與電壓波的幅值有關(guān)外，還與它的波形有關(guān)；對(duì)繞組絕緣最嚴(yán)重的威脅是直角短波。

第13頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期一“非共振變壓器”的基本原理是使電壓的初始分布盡可能接近穩(wěn)態(tài)分布，因而從根本上消除或削弱了振蕩的根源。隨著三相繞組的接法、中性點(diǎn)接地方式和進(jìn)波情況的不同，振蕩的結(jié)果不盡相同。對(duì)于繞組之間的靜電感應(yīng)問