基于状态变量法的新型防雷变压器暂态过电压分析

为了解决传统变压器易被雷击坏的问题,本文分析了雷电波的频谱特性,并介绍一种新型防雷变压器的设计方案及其防雷机理.采取的措施是在变压器绕组上加装一种转换装置,即在铁心外增加一组或两组串接电容的附加绕组.建立变压器绕组时域等值电路的状态方程,通过MATLAB软件中Simulink的状态方程模块进行仿真,给出变压器在雷电波作用下的暂态过程.暂态仿真结果表明新型防雷变压器的附加绕组能够大幅度降低雷电波作用于空载配电变压器的正、反变换过电压.     

基于改进配电变压器截波过电压暂态模型的仿真

为了加强配电变压器运行的安全性,避免避雷器动作后造成的截波过电压对配电变压器造成损害,建立了描述配电变压器绕组暂态过程的时域等值电路,并根据所给的技术参数,计算出了配电变压器时域等值电路中参数值。建立了基于MATLAB语言下的改进配电变压器截波过电压暂态仿真模块,对加入防雷电抗器前后配电变压器绕组的暂态过程进行了仿真,绘制出了一次、二次绕组的电流、电压波形。仿真结果表明,配电变压器加入防雷电抗器后,变压器绕组上的电压、电流幅值和陡度均有明显下降,验证了新型防雷电抗器的理论可行性,能够有效降低配电变压器截波过电压[1-3]。     

配电变压器防雷方式

由于雷击过电压、正逆变换过电压等因素,配电变压器的雷击损坏率一直很高,低压设备因雷击损坏的情况严重。本文通过对雷电损坏设备的机理分析,以及对多种接地防雷方式的优缺点进行分析比较,同时提出一种利用绕组绕接方式消除变换过电压的防雷方式,供广大电力人员参考。     

基于简易模型的配电变压器截波过电压仿真分析

雷电冲击电压是变压器经常遇到的幅值较高、陡度较大的暂态过电压。很多配电变压器在现有防雷保护措施下仍被雷击损坏,配电变压器在运行中除了长期经受工作电压的作用外,还会遭受暂态过电压的作用。暂态过电压作用时间虽然较短,但其幅值很高,而且在变压器绕组上分布不均匀,因而对变压器的主绝缘和纵绝缘都有严重威胁。针对配电变压器截波过电压进行了基于简易模型的仿真分析。     

某矿区110kV主变雷害事故原因及改造措施仿真分析

针对一起矿区变电站110 kV主变遭受雷害事故原因进行深入分析,并对相关直流电阻测试和油色谱分析数据进行分析以及对现场35 kV线路进行勘察,发现由于35 kV线路遭受雷击,不能有效限制雷电冲击过电压波峰值,导致雷电过电压波成功侵入到变压器35 kV侧,损坏主变绕组绝缘。针对上述原因,提出对进线段采取差异性防雷改造,对变电站前四级杆塔安装可调试过电压保护间隙,通过调整间隙动作值,逐级进行保护。并通过ATP-EMTP电磁暂态仿真软件对进线段差异性防雷改造前后的雷电防护效果进行仿真对比分析。     

35 kV主变压器中性点避雷器的运用

针对近年来江苏苏州供电公司35kV主变压器雷击损坏情况,从雷电波在变压器绕组中的波过程出发,提出抑制变压器中性点过电压的措施。通过对经济和可靠性比较,得出在变压器中性点加装金属氧化锌避雷器的措施,并结合运行情况证明其有效性。     

35kV主变压器中性点避雷器的运用

针对近年来35 kV变压器雷击损坏情况,分析了雷电波在变压器绕组中的波过程,提出抑制变压器中性点过电压的措施。通过经济和可靠性比较得出在变压器中性点加装金属氧化锌避雷器的措施,并结合运行情况证明了其有效性。     

一起110 kV变压器雷电侵入波事故仿真及分析

为判断一起110kV变压器35kV侧绕组绝缘击穿事故原因,用ATP-EMTP仿真计算了雷击110kV变电站35kV进线段时站内设备的过电压值。仿真结果表明:雷电流直接击中导线,在导线上产生较高电位并沿线传播,在变压器上形成的过电压高于350kV,超过35kV绕组耐受冲击电压,导致变压器中压绕组绝缘击穿。仿真结果为提出防雷改造措施提供了技术依据。     

智能变电站防雷电侵入波的仿真研究

通过仿真某实际智能变电站进线段遭受雷击时,研究不同雷击点对站内雷电侵入波过电压的影响以及主变压器安装避雷器的必要性。结果表明,在防雷措施一定的基础下,主变压器附近安装避雷器能够有效地降低变电站母线、主变压器的过电压值。     

防城港市配电变压器的防雷保护

根据防城港供电局配电变压器雷击损坏的情况，分析了多雷地区配电变压器被雷击损坏的原因，提出了多雷地区配电变压器防雷保护的技术措施，经过两年多时间运行检验，证明此防雷保护技术措施是有效的。     

配电变压器雷击建模及雷电防护

配电变压器(简称配变)作为配网的重要组成部分,绝缘水平低,易遭受雷电过电压的侵害,其安全运行对配电网稳定性及可靠性具有十分重要的意义。采用散射参数测量法,测量配变散射参数并经数据处理获得配变的阻抗幅频特性,经电路拟合构建了适用于雷击情况的配变宽频模型,并经基于模拟退火法的粒子群算法对等效电路参数进行优化,实测结果表明配变实际输出响应与文中宽频模型仿真结果吻合度较高。基于该宽频模型分析了冲击电晕对配变过电压传播的影响以及配变防雷保护措施,结果表明冲击电晕显著减小配变过电压幅值,配变低压侧加装避雷器对其防雷作用明显。     

变压器容量测试仪校验装置的研制

研制了一种变压器容量测试仪校验装置。基于短路阻抗测试的变压器容量测试仪,校验装置采取三相隔离的方法,用一个大功率可调电阻模拟各种容量变压器的短路阻抗,用更准确的电压、电流测量,计算出模拟变压器容量,与被检变压器容量测试仪测的值比较,得出误差。文章还给出了装置的校验方法,完成了变压器容量测试的量值溯源。     

单相变压器漏感参数识别计算方法研究

变压器漏感参数的识别可以作为变压器故障判别依据,对变压器漏感的准确识别是变压器故障判别的关键。根据回路平衡方程,提出了基于最小二乘法的单相变压器的漏感识别方法。并通过EMTP-ATP仿真和动模实验室的单相变压器试验验证,仿真测得漏感识别相对误差0.2%,试验测得变压器的漏感与铭牌参数计算的漏感值相对误差3.84%。此外,还在变压器不同饱和程度和不同频率下测量了变压器的漏感值。试验结果表明,基于二乘法的变压器漏感参数识别方法能够正确识别变压器的漏感值,变压器的漏感值与其饱和程度和频率无关。     

风电机组箱式变压器低压侧雷电过电压仿真

针对某高山风电场风机塔顶遭受雷击,造成风电机组塔外箱式变压器（简称箱变）损坏事故,分析了箱变低压侧雷电过电压产生的机理,根据风机-箱变系统防雷配置情况,建立了ATP-EMTP仿真模型。利用该模型计算了电涌保护器（surge protective device,SPD）接入时和脱开后箱变低压侧的电压,并分析了雷电流波形、幅值及接地网冲击接地电阻对箱变低压侧电压的影响,同时计算了低压侧短路后的工频续流。计算结果表明,SPD脱开后低压侧电压超过了箱变的冲击耐压值（12 kV）,低压侧工频续流为4.50～8.75 kA。由于开关型SPD无法切断工频续流,提出将其更换为无续流的氧化锌避雷器,推荐避雷器型号为YH10W-0.8/3.0,并通过仿真计算进行了防雷效果验证。     

10 kV配电变压器雷电过电压及其防治方法研究

10 kV台区配电变压器是配电网最重要的设备之一,但在多雷区时常发生雷击损坏故障。根据台区典型设计和现场勘查结果,建立了雷电直击导线和雷电感应下的电磁暂态仿真模型,分析了配电变压器高压侧绝缘的雷电过电压,结果如下:雷电直击导线后,变压器绝缘承受的电压为避雷器残压和接地引下线电压之和,过电压幅值极易超过标准雷电耐受电压75 kV;雷电感应的能量较小,过电压幅值超过标准雷电耐受电压的概率非常小。同时,研究了加装避雷线对雷电直击过电压的防治效果,发现避雷线可大幅降低过电压幅值,若在此基础上缩短避雷器横担至变压器支架的电气距离,可大大降低变压器损坏概率。     

频响阻抗法诊断变压器绕组变形

变压器绕组变形是变压器的主要故障类型之一,严重威胁电网安全。为此,提出频响阻抗法诊断变压器绕组变形。研究了变压器绕组在低频和中频段的阻抗频率特性,以频率响应的测试接线为基础,测量相关的电压和电流值,对测得的电气数据进行处理以获得阻抗频率曲线,通过对比曲线间的差异实现对变压器绕组变形的诊断。建立了变压器绕组变形的仿真模型,通过改变模型中不同类型元件的参数值模拟绕组故障。仿真结果表明该方法能明显反应绕组故障,验证了频响阻抗法的有效性。     

基于电子式互感器的基波相位同步算法研究

本文研究了基于数字信号处理的电子式互感器的基波相位同步方法;针对电子式互感器中广泛应用的基于拉格朗日插值定理的相位同步方法存在运算量大的问题,首先研究了一种两点插值算法在电子式互感器基波相位同步的应用;然后针对其不足,设计了一种改进的基波相位同步算法,由模拟相位同步电路通过变换,得到离散域的相位同步函数,通过仿真,算法具有理想的幅值曲线和相位曲线;最后针对电子互感器传感头之间存在参数差异,与数字积分算法参数不匹配等问题,导致电子式互感器暂态特性差,相位不同步的问题,改进了积分算法,经过验证,算法能真实还原基波波形。     

高温超导变压器高压绕组的绝缘设计和试验

为了研究630kVA/10.5kV三相高温超导变压器雷电冲击情况下的绝缘问题,设计研制了一台与630kVA超导变压器高压绕组1∶1的模型。导线采用与超导变压器所用高温超导Ag合金包套不锈钢加强Bi2223多芯带材同样尺寸的CuNi合金带材,导线以聚酰亚胺薄膜采用双半叠包工艺进行绝缘。高压绕组模型为多层圆筒式结构,层间置有层间绝缘和冷却通道。液氮温度77K下远高于国家规定的该电压等级标准(75kV)要求的155kV,雷电全波冲击试验、波过程的测量试验以及对波过程仿真计算的结果表明,测量结果和理论计算结果比较吻合,冲击电位分布接近线性,没有形成震荡,为630kVA/10.5kV高温超导变压器的成功研制提供了依据。     

基于混合放电模型的变压器内部放电联合检测方法研究

随着电力设备运行检测及监测技术的发展,变压器作为关键主设备其设备内部绝缘缺陷的检测成为研究的重点和方向,但是由于变压器内部结构的复杂性、不同绝缘缺陷复现的难度、局部放电信号干扰信号难以辨识等问题,造成目前对于变压器内部不同绝缘缺陷检测、分析及辨识的水平仍然不高。为了探索有效的检测方法,文中开展了针对性的研究工作,基于变压器故障仿真模型,对变压器内部绝缘缺陷的模拟技术开展研究,实现变压器内部缺陷的真实环境下的准确复现,设计了两类变压器故障混合模型,通过基于HFCT、UHF、AE、光学四种传感器的复合信号采集系统,进行变压器局放过程中基于不同信号原理的信号特性研究。同时基于采集信号对不同放电信号特征进行关联性分析,实现多信号特征的综合分析,进一步提高局放信号辨识真确度,研究表明文中所设置的局放复合信号采集系统能准确测量变压器中的局部放电信号,并反映其各类信号的信号特征;通过对比单一局放模型和混合局放模型下局部放电发生时的信号特征、能量分布特征等,为今后的变压器混合局部放电模式识别研究奠定了基础。