VFTO作用下变压器绕组的过电压计算

为研究气体绝缘变电站中陡波前过电压对变压器的影响和解决大型电力变压器建模时矩阵阶数过大问题,详细推导了以匝为单元建立的变压器绕组多导体传输线(MTL)模型的计算公式,提出了该模型结合等效阻抗建立变压器绕组模型的新方法,有效地提高了计算效率。仿真与试验结果说明该法正确可行。     

高频下变压器绕组的仿真建模

为了研究气体绝缘变电站(GIS)中陡波前过电压(VFTO)对变压器的影响,提出了对绕组分段建模的思想:靠近绕组进线端部分线匝采用多导体传输线建模,远离进线端部分线匝采用单导建模,并考虑到两部分模型之间的耦合,建立了变压器绕组的简化模型;为进一步减少计算量,以等效阻抗代替绕组末端部分线匝,建立了变压器绕组的综合模型。分析表明,提出的模型不仅可以准确计算变压器等带绕组电力设备内绕组进线端部分线匝的暂态响应,而且能有效地减小计算量。     

基于MATLAB的变压器绕组中VFTO下的电压分布仿真计算

气体绝缘变电站(GIS)中隔离开关等操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),这种过电压会对变压器等电力设备造成极大的危害。研究VFTO对变压器的影响通常采用多导体传输线模型,但这种传输线模型无法用电力系统中通用的电磁暂态仿真程序EMTP进行分析。为此提出用科学计算通用软件MATLAB中的SIMULINK进行仿真计算。该方法大大简化了计算过程。仿真计算结果与试验结果一致,说明了此方法的可行性。     

利用ICT算法计算变压器绕组中的VFTO

为研究特快速暂态过电压(VFTO)对变压器的影响并解决大型电力变压器建模时矩阵阶数过大的问题,以匝为单元建立了变压器绕组多导体传输线(MTL)模型,并利用积分相合变换(ICT)的阶数缩减算法直接对电报方程进行求解,避免了对传输线时空离散造成矩阵阶数过大的问题,有效地提高了计算效率并且保证了降阶系统的无源性。仿真与实验结果证明该法正确可行。     

VFTO作用下变压器绕组匝间电压及谐振研究

采用基本电路元件构成的等效电路计算变压器绕组匝间电压分布,分析典型500kV GIS变电站中的VFTO波形和2种极端情况的波形作用下,典型500kV芯式变压器匝间电压分布的一般规律,得到不同VFTO波形下匝间电压占入口电压的百分比为4%~11%,并判断匝间绝缘的安全裕度,为工程应用提供参考。同时通过分析VFTO过电压波幅频特性,得到了绕组主要的谐振频率,并采用单一频率的正弦电压分析绕组谐振,研究谐振电压幅值和绝缘易受威胁的线匝位置,得到绕组上振荡电压幅值非常大,电压分布发生变化,易对绕组绝缘产生威胁。     

变压器绕组的电压谐振

以变压器绕组简化等值电路为基础研究了绕组的频率特性,明确了绕组存在节点谐振和线段谐振,并给出了其计算方法和测量方法.     

特快速暂态过电压下变压器绕组高频电路模型的研究

变压器绕组的高频模型对于分析特快速暂态过电压对变压器的影响是非常重要的。从易于高频测量的散射参数出发，提出了一种建立变压器绕组高频电路模型的方法。该方法首先由散射参数计算绕组各匝的电压传输函数，并利用矢量匹配法对得到的电压传输函数进行有理函数逼近；其次，对得到的有理函数形式的传输函数进行阶数缩减，得到变压器绕组电压传输函数的降阶模型；最后，运用网络综合技术建立变压器绕组的高频电路模型。该电路模型简单、通用，仅由R、L、C和理想变压器构成，其模型参数可以根据电压传输函数的极点和留数非常方便地得出。通过对电路模型的仿真结果与实际测量结果进行比较，验证了文中方法的正确性。     

变压器绕组的特快速暂态建模

为了研究陡波前过电压对变压器的影响,从短路导纳参数出发,提出了一种建立变压器绕组高频集中电路模型的方法.该方法首先由短路导纳参数计算绕组各匝的电压传递函数,并利用矢量匹配法对得到的电压传递函数进行有理函数逼近;其次,对得到的有理函数形式的传递函数利用多点Pade逼近进行阶数缩减,得到变压器绕组电压传递函数的降阶模型;最后,运用网络综合技术建立变压器绕组的高频电路模型.该电路模型仅由R、L、C和理想变压器构成,其模型参数可以根据电压传递函数的极点和留数非常方便地得出.通过对电路模型的仿真结果与实际测量结果进行比较,验证了本文方法的正确性.     

截波引起的变压器绕组内部谐振问题

本文从一台变压器A相中压绕组及调压线圈被损坏的事故,分析和证实了变压器绕组在截波激励下产生的内部谐振现象,并提出了对策与建议。     

变压器绕组内VFTO波过程的建模与计算

为了研究变压器绕组在快速瞬态过电压(VFTO)下的波过程,减少频域内求解时频谱混叠和泄漏带来的结果误差,建立了变压器绕组多导体传输线(MTLs)模型;推导了基于时域有限差分法(FDTD)在时域内求解变压器绕组多导体传输线模型的迭代公式。应用矢量匹配法采用一阶有理函数逼近传输线频变阻抗,用拉普拉斯反变换处理传输线阻抗的频变问题来解决FDTD处理频变难的问题。实测和仿真计算一个180匝连续式变压器绕组模型的结果表明,二者波形较吻合,计算模型和计算方法正确和可行。     

A Modeling Method for Transformer Windings Under VFTO Based on S-parameters

To study the Very Fast Transient Over-voltage (VFTO) distribution in transformer windings in gas insulated substation (GIS), a systematic methodology based on S-parameters is presented for establishing high-frequency model of transformer windings. Firstly, voltage transfer functions are derived from S-parameters which are calculated or measured from transformer windings. Secondly, voltage transfer functions are fitted with rational functions by the vector fitting method and then the rational transfer functions are order-reduced by optimal Pade-approximation algorithm. Lastly, the resultant voltage transfer functions are synthesized by network technology. Computational results are consistent with simulation results of Electromagnetic Transient Program (EMTP) and confirm the feasibility and validity of proposed methodology.     

用于特快速暂态仿真的大型电力变压器线圈频域分段建模

针对超高压和特高压电力变压器特快速暂态仿真的需要以及以线匝为单元的多传输线模型难以用于完整绕组的建模、在单一模型中难以在近10MHz频率范围内确定频率依赖参数的问题,提出了一种频域分段建模的方法。在低于4MHz频率范围内采用新型的集总参数RLC电路模型,在高于4MHz频率范围内采用无损多传输线(multitransmission line,MTL)电路模型进行建模,在保证求解准确度的基础上,比单纯采用MTL模型有效降低了求解的复杂度,因而可用于具有大量线匝的绕组的建模。在分段模型中,频率依赖的损耗参数和电感参数可以分别考虑,避免了在单一模型中确定这些参数的困难;同时,在所关心的10MHz以下频率范围内以100kHz,4MHz为2个分界点,从低频到高频分别采用1,10和50kHz3种分辨率求解频域方程,既提高了低频段求解精度,又减少了高频段计算时间。理论分析和实例仿真表明该方法适用于大型电力变压器特快速暂态仿真。     

变压器线圈中特快速暂态仿真的建模

电力系统特快速暂态过电压（ＶＦＴＯ）对变压器等电力设备的危害极大。本文提出的由互有耦合的分布参数电路与集总参数电路组成的混合电路模型可以有效地应用于分析变压器等电力设备内特快速暂态的响应以及线圈内的局部电磁振荡。这个模型还可以用于精确计算变压器的入端阻抗，与ＥＭＴＰ连接，可以更精确地分析电力系统、变电站和变压器内的电磁暂态。     

基于变压器绕组中谐振过电压识别的传输函数

Power transformer insulation systems are subjected to many stresses during normal operation due to lightning and switching.If the spectrum of incoming surge voltage matches the winding one,the corresponding resonance will be excited.Therefore external transients occurring in power systems might trigger internal overvoltages with large maximum value in transformer windings.Overvoltages having such characteristic have been the root cause of many power transformer failures.The paper presents an approach to the identification of sensitive zones in the transformer windings based on the measurements of overvoltages inside windings and frequency dependences of admittance of the power transformer.The frequency characteristic of the transformer winding may determine those regions in the frequency spectrum.The presented approach might be used both for design optimization and diagnostics of distribution and power transformers.     

快速暂态电压作用下SF6气体放电机理

本文对快速暂态电压作用下SF6气体放电机理进行了探讨,给出了放电由流注向先导转变的条件及过程.从试验验证角度出发,进行了放电通道形成过程的高速拍照,并利用光电倍增管及预放电电流检测系统分别对先导形成过程中的预放电发光和预放电电流进行了测量.结果表明,正极性快速暂态电压作用下,SF6气体中的放电遵循先驱机理或先驱与高频机理的联合.