計(jì)及繞組波過(guò)程的牽引變壓器防雷研究.pdf

1、隨著電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的快速發(fā)展，其安全性能水平的提高應(yīng)更加備受重視。牽引變電所是電氣化鐵道供電的電源，作用重大，其中牽引變壓器作為所內(nèi)最重要的設(shè)備，保障其絕緣安全及可靠運(yùn)行是十分重要的。雷電過(guò)電壓由于持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，且擁有較高的幅值、較大的陡度及較寬的頻率范圍，當(dāng)侵入牽引變電所后會(huì)在變壓器繞組上產(chǎn)生一個(gè)復(fù)雜的波過(guò)程，考慮到波過(guò)程造成的繞組發(fā)生過(guò)電壓及振蕩的現(xiàn)象，將會(huì)嚴(yán)重威脅到牽引變壓器的繞組絕緣及安全穩(wěn)定運(yùn)行。論文為了全面分析雷

2、電過(guò)電壓引起的波過(guò)程對(duì)牽引變壓器繞組絕緣的影響，結(jié)合時(shí)域和頻域分析最終得到雷電波入侵變壓器后繞組的絕緣薄弱環(huán)節(jié)。
　　本文首先對(duì)牽引變電所及進(jìn)線段作為一個(gè)整體對(duì)其進(jìn)行暫態(tài)分析，將所內(nèi)電氣設(shè)備均等效為其入口電容的形式，建立EMTP(Electro Magnetic Transients Program,電磁暫態(tài)仿真軟件)模型，選擇合適的雷擊點(diǎn)，仿真計(jì)算當(dāng)雷擊變電所進(jìn)線段桿塔時(shí)，變壓器上產(chǎn)生過(guò)電壓的幅值和陡度，分析了安裝避雷器后對(duì)牽引

3、變壓器的保護(hù)效果。結(jié)果表明避雷器的安裝無(wú)法降低雷電波侵入變壓器的陡度，因此不能保證變壓器繞組內(nèi)部的絕緣安全，必須考慮雷電過(guò)電壓入侵后繞組波過(guò)程產(chǎn)生的影響。其次，詳細(xì)分析了考慮波過(guò)程后繞組上產(chǎn)生的極不均勻電位分布的情況。在時(shí)域內(nèi)建立牽引變壓器繞組的多導(dǎo)體傳輸線暫態(tài)模型，推導(dǎo)基于FDTD(Finite Difference Time Domain,時(shí)域有限差分法)的電壓電流迭代公式，同時(shí)由于FDTD迭代公式無(wú)法解決參數(shù)頻變的問(wèn)題，應(yīng)用矢量匹

4、配算法進(jìn)一步得到考慮頻變參數(shù)的FDTD電壓電流迭代公式，計(jì)算可以得到繞組內(nèi)部任意點(diǎn)在任意時(shí)刻的電壓分布情況。最后，詳細(xì)論述了由于陡波入侵會(huì)在繞組上產(chǎn)生高頻諧振過(guò)電壓的情況。為了確定雷電波沖擊下變壓器繞組內(nèi)部發(fā)生諧振的匝數(shù)，通過(guò)在頻域內(nèi)建立單端入多端出端口模型來(lái)求解繞組每一匝的電壓傳遞函數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析找到諧振頻率和最容易發(fā)生諧振的點(diǎn)。結(jié)果表明，考慮波過(guò)程引起的過(guò)電壓和諧振的情況，雷電波入侵牽引變壓器繞組后，最可能威脅繞組絕緣安全的