發(fā)布時(shí)間：2020-04-25 07:10

【摘要】：氣體絕緣變電站(GIS)中,隔離開關(guān)、斷路器操作或短路故障都可能引發(fā)特快速暫態(tài)過(guò)電壓(VFTO)。VFTO具有納秒級(jí)的上升沿,含有數(shù)百kHz至數(shù)十MHz的頻率分量。這樣的暫態(tài)電壓波浸入變壓器線圈將形成不均勻的分布,也可能激發(fā)起局部電磁振蕩,使線圈絕緣受損。因此,準(zhǔn)確確定VFTO作用下變壓器線圈的高頻電路模型至關(guān)重要。導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)和油紙復(fù)介電常數(shù)的頻變特性導(dǎo)致變壓器繞組傳輸線模型中的阻抗參數(shù)和導(dǎo)納參數(shù)產(chǎn)生頻變。然而,傳統(tǒng)的變壓器繞組傳輸線模型往往忽略油紙介電常數(shù)的頻變特性或者在平行板和同軸圓柱體電容公式基礎(chǔ)上確定頻變導(dǎo)納參數(shù),影響繞組上暫態(tài)過(guò)電壓分布計(jì)算的準(zhǔn)確性。本文以此為背景,對(duì)油浸式變壓器繞組的分?jǐn)?shù)階模型辨識(shí)及其VFTO分布的計(jì)算方法展開了研究。首先,以電介質(zhì)弛豫極化理論為基礎(chǔ),得出變壓器繞組單位長(zhǎng)度復(fù)電容與復(fù)介電常數(shù)的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系,在有限元軟件FEMM的基礎(chǔ)上得到油紙?jiān)诟鱾�(gè)頻點(diǎn)下的復(fù)介電常數(shù)所對(duì)應(yīng)的復(fù)電容值;其次,由復(fù)電容的擬合模型,得出頻變特性下變壓器繞組傳輸線模型中分?jǐn)?shù)階導(dǎo)納的表達(dá)式,同時(shí)考慮趨膚效應(yīng)在不同種類矩形橫截面導(dǎo)體中趨膚深度的差異,精確單位長(zhǎng)度頻變阻抗計(jì)算公式,進(jìn)而確定整個(gè)模型的參數(shù);第三,通過(guò)引入Caputo定義下分?jǐn)?shù)階微分的離散形式,改進(jìn)了傳統(tǒng)多導(dǎo)體傳輸線時(shí)域有限元法,避免了復(fù)雜的矢量匹配過(guò)程;第四,以實(shí)驗(yàn)室中的油浸連續(xù)式繞組為例,對(duì)其分?jǐn)?shù)階傳輸線模型進(jìn)行仿真計(jì)算并將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值和其余幾種參數(shù)下的繞組傳輸線模型仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證本文所確定分?jǐn)?shù)階模型參數(shù)的準(zhǔn)確性;第五,將上述變壓器繞組的分?jǐn)?shù)階模型辨識(shí)及其VFTO分布的計(jì)算方法用于大型糾結(jié)插花式變壓器繞組的仿真計(jì)算。
【圖文】：

軟件 FEMM 計(jì)算匝間復(fù)電容過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置油紙介電常構(gòu)尺寸影響系數(shù)，在式（3-14）基礎(chǔ)上通過(guò)復(fù)介電常數(shù)代替同頻點(diǎn)下變壓器繞組匝間復(fù)電容值。餅間電容由油道和匝間3-14）基礎(chǔ)上可得餅間電容的表達(dá)式為0 0 1 10 0 0 0C 1分別代表油紙和油的介電常數(shù)，0 1 、 分別代表匝間絕緣系數(shù)，電容值 C 可通過(guò) FEMM 得到。通過(guò) 的兩組不，進(jìn)而聯(lián)立方程求得 。通過(guò)不同頻點(diǎn)下的油紙復(fù)介電點(diǎn)下變壓器繞組餅間復(fù)電容值。同理可得在不同頻點(diǎn)下對(duì)鐵芯以及油箱的復(fù)電容值。元軟件求解限元軟件 FEMM 計(jì)算導(dǎo)體感應(yīng)能量過(guò)程如圖 3-4、3-5、

圖 3-5 導(dǎo)體 6 電位為 1 其余導(dǎo)體電位為 0 時(shí)圖 3-6 導(dǎo)體 5 電位為 1 其余導(dǎo)體電位為 0 時(shí)得當(dāng)分別設(shè)置導(dǎo)體 8、14 電位為 1，，其余導(dǎo)體電位為 0 時(shí)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM411

【參考文獻(xiàn)】

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1 梁貴書;王雁超;;考慮頻變參數(shù)的油浸式變壓器繞組分?jǐn)?shù)階傳輸線模型[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2016年17期

2 高竣;廖瑞金;王有元;楊麗君;郝建;劉銳;肖中男;;基于擴(kuò)展Debye模型的變壓器油紙絕緣老化特征量研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2016年04期

3 周利軍;李先浪;王東陽(yáng);江俊飛;;基于Havriliak Negami介電弛豫模型的油紙絕緣狀態(tài)評(píng)估[J];高電壓技術(shù);2016年01期

4 劉媛;董明;任明;楊景剛;程渙超;李金忠;;油紙絕緣介電響應(yīng)函數(shù)模型參數(shù)與頻域介電譜相關(guān)性仿真研究[J];變壓器;2015年10期

5 董明;劉媛;任明;吳雪舟;程渙超;李金忠;;油紙絕緣頻域介電譜解釋方法研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年04期

6 王士良;;法拉第廣義電容率定義的研究[J];前沿科學(xué);2014年04期

7 劉祿;潘峰;薛定宇;;一種分?jǐn)?shù)階卡爾曼濾波器[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年08期

8 馬龍;梁貴書;董華英;;含分?jǐn)?shù)階電抗元件網(wǎng)絡(luò)的靈敏度分析[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

9 劉欣;崔翔;梁貴書;馬龍;;基于分?jǐn)?shù)階微分理論的寬頻建模方法[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年04期

10 張翔;宋子彤;楊致慧;周勤;郭創(chuàng)新;;一種基于負(fù)載率和設(shè)備檢測(cè)信息的油浸式變壓器故障率模型[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年04期

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3 孫海峰;VFTO作用下變壓器繞組中波過(guò)程及諧振研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2005年

4 齊磊;多導(dǎo)體傳輸線的時(shí)域有限差分法研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2003年

本文編號(hào)：2639953