基于不等长多导体传输线的变压器绕组高频建模研究

摘要

为了准确计算气体绝缘变电站(GIS)中陡波前过电压(VFTO)对变压器绕组的影响，本文以匝为单元建立了变压器绕组的不等长模型，并推导了该模型单输入多输出情况下的输入—输出关系。针对VFTO作用下变压器内部绝缘事故一般发生在靠近绕组进线端部分线匝的事实，提出对变压器绕组进行分段建模的思想，并提出了分段应遵循的基本准则。根据分段准则建立了绕组不等长耦合传输线、单导体传输线与等效阻抗相结合的混合模型：对靠近绕组进线端的线饼以匝为单元建立不等长多导体传输线模型，该模型计及了其他部分对该部分的耦合；绕组的中间部分线匝采用单导体传输线建模，而绕组的其余线匝用等效阻抗代替。通过建立混合模型的单输入多输出端口模型对绕组靠近进线端部分的匝末电压、电流求解方法进行了推导。根据本文提出的模型对连续式试验变压器绕组中的电压分布进行了计算，并与测量数据进行比较，验证了本文模型的正确性。

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第一章绪论

1.1变压器在电力系统中的重要性

1.2陡波前过电压对变压器的影响

1.2.1陡波前过电压的产生原因及特点

1.2.2 VFTO对变压器的影响

1.3本课题国内外研究概况

1.4本文完成的主要工作

第二章基础理论知识

2.1变压器绕组的基本分类

2.2多导体传输线理论知识

2.3变压器分布参数模型的建立

2.4变压器线圈MTL模型基本参数的计算

第三章不等长多导体传输线理论

3.1问题的提出

3.2圆弧形传输线模型

3.2.1理论分析

3.2.2实例验证

3.3绕组的不等长多导体传输线模型

3.3.1单饼模型

3.3.2整体模型

3.3.2模型验证

3.4小结

第四章变压器绕组的混合模型

4.1对绕组进行分段的准则

4.1.1绕组互感数值分析

4.1.2绕组分段准则

4.2混合模型

4.2.1段2建模

4.2.2段1建模

4.2.3段3建模

4.2.4混合模型的建立

4.3模型验证

4.3.1混合模型计算结果与测量结果比较

4.3.2混合模型计算结果与完全不等长多导体传输线模型计算结果比较

4.4小结

第五章结论与展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况