特高压变压器长波前时间雷电冲击试验及其等价性分析

特高压变压器高压线端雷电全波冲击试验具有波前时间延长的特点。为了解决较长波前时间雷电全波冲击试验不能完全考核验证按标准波前时间设计的雷电冲击特性这一问题,考虑到雷电全波冲击电压的波前时间实际上主要影响绕组的纵绝缘,波前时间延长可能会对某些纵绝缘的考核偏松,而截波冲击试验对绕组首端附近部位纵绝缘冲击梯度的考核较全波冲击试验更为严格,指出截波冲击试验可弥补全波冲击电压波前时间延长的缺陷。结合双绕组模型低电压的冲击测量实例,对截波冲击与全波冲击作用下的绕组电位及梯度分布进行了等价性分析和比较,得出对于例行试验的变压器产品,可将截波冲击试验作为较长波前时间全波冲击试验的补充试验项目,从而完善了特高压变压器雷电冲击试验的顺序。     

基雷电冲击电压下双层XLPE电缆绕组的暂态特性研究

当雷电波侵入XLPE电缆绕组后,双层XLPE电缆绕组的芯线及外半导电层上的暂态电压分布与单层绕组有很大的不同。研究发现,由于其结构上的特殊性,导致其在外半导电层上会出现一定幅值的暂态电压,这与传统变压器绕组遭受雷电波侵入时所表现的暂态特性有很大的不同。通过试验测量其芯线与外半导电层上的暂态电压分布,分析其在雷电冲击电压下的暂态特性,为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据。     

雷电冲击电压下双层XLPE电缆绕组的暂态特性研究

当雷电波侵入XLPE电缆绕组后,双层XLPE电缆绕组的芯线及外半导电层上的暂态电压分布与单层绕组有很大的不同.研究发现,由于其结构上的特殊性,导致其在外半导电层上会出现一定幅值的暂态电压,这与传统变压器绕组遭受雷电波侵入时所表现的暂态特性有很大的不同.通过试验测量其芯线与外半导电层上的暂态电压分布,分析其在雷电冲击电压下的暂态特性,为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据.     

雷电波侵入XLPE电缆绕组的暂态特性

利用雷电波侵入XLPE电缆绕组的外端口特性得出其暂态等值电路,并进行分析求解.发现避雷器的放电电压和残压越高,电缆绕组上的电压越高;但是侵入波越陡、入口电容越大,反而可能使得电缆绕组上不会出现高于避雷器残压的过电压,有利于电缆绕组的保护.这与传统变压器绕组出现具有余弦振荡性质的过电压有很大不同.对绕组输入模拟雷电波进行实验并使用EMTDC仿真,对比表明电缆绕组在雷电冲击电压作用时外端口特性可用R、C串联支路来近似等效.为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据.     

XLPE电缆绕组高频暂态电路模型的研究

XLPE电缆绕组变压器是一种新型电力变压器 ,研究其暂态响应及影响因素有重要意义 ,为此提出了电缆绕组高频暂态下的电路模型。线圈模型的实测与仿真计算结果吻合很好 ,表明该模型可表达这类绕组暂态时的表现 ,为进一步研究电缆绕组变压器暂态特性打下一定基础     

外半导电层对地电容与XLPE电缆绕组暂态特性

为了解交联聚乙烯(XLPE)电缆绕组变压器绕组外半导电层的对地电容对电缆绕组暂态特性的影响,改变试验绕组外半导电层对地电容进行对比试验,并基于前期仿真模型建立了考虑外半导电层对地电容影响的模型。试验和仿真的对比结果表明,绕组外半导电层对地电容对这类绕组暂态特性的影响较小。     

变压器绕组的陡波电压分布特性

为得到高频陡波如雷电波、快速暂态过电压进入变压器高压绕组后的变化规律,利用波头时间分别为1200、200、60 ns,输出电压为1 000 V的陡波发生装置,实际测量模拟变压器绕组各出线端头的电压波形,绘制高压绕组峰值和瞬态电压分布图,研究和分析其分布特性及其影响因素。结果表明:波头时间越短变压器绕组的电压分布越不均匀;快速暂态过电压比雷电波对变压器绕组首端位置主绝缘和纵绝缘的危害大。     

加铜罩对XLPE电缆绕组外端口特性的影响

交联聚乙烯(XLPE)电缆绕组变压器[1-5]在运行时,由于铁心和外防护罩的影响,使得电缆绕组电感值发生变化和外半导电层对地电容比试验空心绕组的外半导电层对地电容增大许多.因此了解铁心和外防护罩对电缆绕组外端口特性的影响是很有必要的.本文用加铜罩的方法模拟防护罩的作用的方法,对试验绕组进行了对比试验,并在前期研究[6]的基础上建立了考虑外半导电层对地电容影响电缆绕组外端口等效电路模型.为该种新型变压器的设计、保护及试验技术提供了依据.     

基于"场-路"耦合法的电缆变压器轴向短路电磁力的计算

电缆变压器是一种以XLPE电缆作为绕组的新型干式变压器,电磁和短路特性仍是此类变压器的主要特性,考虑到其绕组的特殊结构,建立了电缆变压器漏磁场的"场一路"耦合模型,并针对一台带有调压线匝的电缆变压器的轴向短路电磁力进行计算,计算结果符合变压器短路特性的基本规律,为进一步计算此类变压器的电磁和短路特性打下基础.     

基于“场-路”耦合法的电缆变压器轴向短路电磁力的计算

电缆变压器是一种以XLPE电缆作为绕组的新型干式变压器,电磁和短路特性仍是此类变压器的主要特性,考虑到其绕组的特殊结构,建立了电缆变压器漏磁场的“场-路”耦合模型,并针对一台带有调压线匝的电缆变压器的轴向短路电磁力进行计算,计算结果符合变压器短路特性的基本规律,为进一步计算此类变压器的电磁和短路特性打下基础。     

XLPE电缆外半导电层电特性的试验研究

以XLPE电缆为绕组的新型变压器和电机所用交联聚乙烯电缆没有金属回流层,其外部只有一层半导电层,为了解其电特性,测量了长351和103cm的两段XLPE电缆从0(直流)至2MHz交流下的电阻率、阻抗、电容,结果表明:外半导电层电阻率约0.095Ωm,单位长电容40pF/m,在试验频率(<20MHz)范围内变化不大。     

电缆绕组在发电机和变压器中的应用

本文论述了近年来发电机和变压器绝缘的一个重大技术创新 ,即用交联聚乙烯 (XL PE)电缆绕制高压发电机和变压器绕组。这一新技术具有重要的技术和经济价值     

XLPE电缆绕组的电路模型及其外半导电层暂态电压分布特性研究

以XLPE电缆为绕组的新型电力设备可能承受很高的暂态电压,而所用的XLPE电缆外部没有金属回流层,只有一层半导电层,因此深入了解其外半导电层的暂态特性很有必要.本文给出电缆绕组高频暂态下的电路模型,并将实际绕组的实测数据与仿真结果进行比较,两者吻合很好.这表明该电路模型可表达这类绕组外半导电层暂态时的表现,同时得出在冲击电压作用下,绕组前部的外半导电层是最薄弱部位及芯线与外半导电层间为电容耦合的结论.     

外半导电层经电阻接地后XLPE电缆绕组的暂态现象

为了研究电缆绕组变压器的暂态特性,笔者通过对无外金属屏蔽及护套的XLPE电缆绕组芯线加模拟雷电冲击电压,对外半导电层是否接电阻接地两种情况进行试验,得出了外半导电层接小电阻接地对芯线电压振荡有一定抑制及外皮电压最大值虽有一定的提高但震荡消失,有益于改善暂态特性的结论。     

电缆绕组变压器轴向振动模态特性的分析研究

建立了分析电缆绕组变压器振动特性的单线匝体单元有限元模型,利用"同振型一阶固有频率相等"的原则,得到了单线匝单自由度集中参数模型.将各线匝集中参数单元串联,即可得到轴向振动的等效网络模型.选择线匝轴向振动位移为自由度,列出了自由振动的微分方程,求解方程可以得到线圈的固有频率和对应的振型.讨论了线圈固有频率与线圈匝数、预紧压强、单匝固有振动频率的关系,为限制轴向振动提供了参考依据.     

采用MATLAB仿真的变电站高压进线温度场和载流量数值计算

随着电力电缆在输配电线路中的广泛应用,准确确定电力电缆及其周围环境温度场的分布和电缆的载流量对于提高电力电缆的使用率、动态调整负荷具有重要的意义。为此,以地下排管敷设的交联聚乙烯电力电缆为研究对象,其实际模型为1个容量为250MVA、额定电压为230kV的变电站的高压进线。根据传热学和有限元法(finite element method,FEM)基本原理,建立了1种基于有限元法的水泥排管敷设电缆温度场计算模型,并对电缆及其周围环境的求解区域进行复合有限三角形单元剖分,即对电缆区域进行较密集的网格划分,而对电缆周围的土壤区域则进行较为稀疏的网格划分,以提高程序的运算精度和运行速度。结果表明:用MATLAB软件仿真,从而得到电缆及其周围环境的温度场分布,迭代计算了排管敷设交联聚乙烯电缆的载流量。证明使用有限元的方法分析地下电缆温度场,为电力工程中电缆载流量确定提供了一个比较可靠的计算方法。