陡波前过电压下频变变压器绕组过电压时域算法研究

摘要

气体绝缘变电站(GIS)qu陡波前过电压(VFTO)对变压器的绝缘危害很大。基于变压器绕组的多导体传输线(MTL)模型，本文研究了VFTO下频变线圈电位分布时域快速算法。应用紧凑有限差分法对时域电报方程空间离散；矢量匹配和递归卷积可以在时域方便地处理频变参数：然后分别使用精细积分法和反向差分法求解微分方程。仿真和实验结果吻合，验证了方法的正确性；相对频域算法该方法可以极大地减少了计算量。因为时域方法可以处理含非线性元件的系统，本文仿真了金属氧化物非线性电阻做变压器内保护时线圈的电位分布，计算结果表明过电压幅值得到有效抑制。最后研究了基于Krylov子空间理论的时域降阶算法。

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第一章绪论

1.1陡波前过电压(VFTO)

1.1.1 VFTO的产生

1.1.2 VFTO的波形特点与产生机理

1.1.3 VFTO对变压器绝缘的影响

1.2本课题国内外研究概况

1.2.1变压器模型的建立

1.2.2多导体传输线方程的数值解法

1.3本文完成的主要工作

第二章预备知识

2.1多导体传输线的基本知识

2.2变压器分布参数模型的建立

2.3变压器线圈MTL模型基本参数的计算

第三章VFTO下变压器线圈的空间离散模型

3.1紧凑有限差分法

3.2变压器多导体传输线模型的空间离散

3.3矢量匹配和递归卷积

3.4稀疏矩阵技术

第四章频变变压器的线圈时域仿真

4.1直接求解微分方程仿真电位

4.1.1精细积分法

4.1.2仿真与实验验证

4.2微分方程离散为代数方程仿真电位

4.2.1反向差分法

4.2.2 BDF应用于变压器线圈

4.2.3仿真验证与实例计算

4.3变压器线圈饼间并联MOV限制VFTO幅值

第五章基于krylov子空间的时域降阶算法

5.1基于krylov子空间的代数方程的降阶

5.1.1子空间简述

5.1.2 Krylov子空间

5.1.3 Arnoldi算法

5.1.4 Lanczos算法

5.2仿真验证

第六章结论与展望

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