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特高压电力变压器波过程及绕组模型研究

臧英  
【摘要】:特高压电力变压器是特高压智能电网的骨干设备,其显著特点是电压等级高、负载容量大,其运行可靠性是电网安全稳定运行的基础。在系统运行过程中,电力变压器易受各种内外部过电压的影响,尤其是雷电冲击过电压,对变压器绕组绝缘结构的影响更大。特高压变压器的电压水平高,并受运输条件的限制,其尺寸、绝缘距离、绝缘厚度等不能无限增大。因此,在进行特高压变压器设计时,首先应解决产品雷电冲击下产品波过程问题,以保证绕组结构的合理性和可靠性,从而确保产品挂网运行的安全、可靠。本文通过查阅相关文献,对目前电力变压器波过程研究现状进行了深入分析。首先,详细研究了在雷电冲击电压作用下,变压器绕组等值电路电容、电感参数计算问题。然后,结合实际工程经验,分析了多种绕组结构形式下电容补偿作用的效果,以典型1000kV特高压自耦变压器为例,设计了高压、中压、低压、调压、励磁补偿等绕组的结构形式。最后,应用专用雷电冲击电压计算软件,对各工况下绕组的雷电冲击情况进行建模仿真分析,最终确定了特高压变压器各类绕组的类型。为验证雷电冲击理论分析与实际的情况的差异性,对实际绕组模型的冲击电压试验及测试方法进行了研究。首先,研究目前已有几种绕组模型试验测量方法原理和特点,对比分析其优缺点。然后,针对以往测试方法的不足,提出了一种利用耦合传感器测量雷电冲击下绕组电压的测量方法,研究制作了比例模型,并对模型进行低电压测试,将软件仿真结果与实测的电压分布情况进行对比,证明了专业软件的准确性。最后,研究了高电压雷电冲击试验方法,并对模型进行了雷电冲击试验,以考核模型绕组结构绝缘的强度。经分析,该绕组结构无击穿、放电现象,通过高电压型式试验考核,为特高压变压器的产品设计奠定了坚实基础。


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