Аппроксимация переходных резонансных напряжений и токов в обмотках силовых трансформаторов для определения собственных частот колебаний и коэффициентов затухания

摘要

Переходное взаимодействие между силовыми трансформаторами и питающими кабельными линиями может привести к возникновению резонансных перенапряжений в первичных обмотках трансформаторов. Для разработки мер защиты от резонансных перенапряжений и проектирования трансформаторов, устойчивых к резонансным перенапряжениям, необходимо знать собственные частоты обмоток трансформатора. В последние годы все более широкое применение в проектной практике находят высокочастотные модели обмоток трансформаторов. Однако математические модели, пришедшие из расчетов импульсных перенапряжений в обмотках, недостаточно точно воспроизводят частотные зависимости потерь и затухания на собственных частотах. Для верификации и совершенствования математического аппарата, используемого для моделирования высокочастотных процессов в обмотках трансформаторов, необходимо иметь достаточные экспериментальные данные о значениях собственных частот и коэффициентов затухания. Рассмотрены методы экспериментального определения значений собственных частот и коэффициентов затухания обмоток силовых трансформаторов. Приведены теоретические сведения и аналитические выражения для переходных напряжений и токов, полученные для упрощенных схем замещения обмоток с сосредоточенными параметрами. Предложен подход, основанный на разделении переходных напряжений и токов в обмотке на установившуюся и свободную составляющие и последующей аппроксимацией свободной составляющей с использованием теоретических выражений, полученных для схем замещения обмоток. Приведены результаты применения подхода к аппроксимации переходного напряжения в средней точке и тока в нейтрали обмотки высшего напряжения сухого трансформатора.