Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,高电压技术,高电压工程系,林福昌，李 化,,,作业,第,7,章：,1,、,2,、,3,、,4,、,7,、,8,2,7,.8 变压器绕组中的波过程,经常,受到来自线路的过电压的侵袭电磁振荡,过程将在,绕组绝缘上,感应出过电压,3,绕组结构，主绝缘与纵绝缘,过电压：绕组电位变化引起,4,7,.8.1 单相变压器绕组的波过程,杂散电容：,绕组匝间,绕组对地（外壳）之间,电位按电感分布？,5,在不计互感、电阻和电导情况下的等值电路,L,0,单位长度上的自感，,C,0,单位长度上的对地电容；,K,0,单位长度上的匝间电容；,l,变压器绕组的长度；,绕组末端中性点接地与否,K,一、起始电位分布与入口电容,6,A、B,由初始条件决定,无穷长直角波作用下的初始电位分布,7,(1)绕组末端接地,边界条件：,得，,8,绕组电位初始分布,C,0,的作用,(2)绕组末端开路,边界条件：,得，,10,绕组电位初始分布,C,0,的作用,11,(,a),末端接地,(,b),末端开路,两种情况的对比,12,1),l,越大，不均匀性越明显，一般变压器,510,。
当,l,5,时，末端开路和末端接地的情况基本相同取决于,绕组全部对地电容,C,0,l,和全部匝间电容,K,0,/l,4)最大电位梯度出现在绕组首端,起始电位分布特点,13,对应的工程实际情况,雷电波入侵、变压器外部闪络时,绕组中电磁振荡过程在10,s,还未发展起来，绕组中的电位分布与起始电位分布非常接近，由杂散电容链决定首端匝间绝缘受到严重威胁入口电容,变压器电容链的等值表示,CT,越大，影响时间越长14,稳态情况下，电感短路，电容开路，电位分布取决于绕组电阻，分布均匀,二、稳态电位分布和振荡过程,15,U,最大,U,稳态,（,U,稳态,U,初始,）2,U,稳态,U,初始,振荡过程,16,过渡过程的特点,振荡激烈程度与稳态、初始电位分布差有关起始电压分布时（,t=0,），最大电位梯度在首端（,U,0,）,在随后的振荡过程中，其他地方可能出现很高的电位梯度与冲击电压波形有关波头时间越长，振荡越缓和，最大对地电压和电位梯度都将下降波尾时间越短，振荡还未充分发展，外加电压已经减小，绕组中的对地电压和电位梯度也下降17,工程实例：截波侵入绕组,1绕组的入口电容,2,管型避雷器或者设备闪络,L,入口线段的电感,u,可看成是,u,1,和,u,2,的叠加。
u,2,的幅值可接近,u,1,的2倍，而且非常陡因此将在绕组上产生很高的过电压，危及到变压器的纵绝缘对,电力变压器必须进行截波冲击试验18,三、改善绕组中电位分布的方法,降低来波陡度与幅值减小振荡，改善初始电位分布，接近稳态分布19,改善电位分布的办法,20,(,1,）补偿对地电容的影响,-,静电补偿,1静电环高压端,2绕组的线饼,3静电匝,4静电匝的绝缘,5垫圈,真正实现全补偿是很难的，也没有必要一般只要部分补偿，使得绕组各处电位都不超过,0,就可以了对220,kV,以上的变压器，会显著增加体积和重量21,(,2,）增大纵向电容,减小,l,，,也可以减小不均匀性也即增大纵向电容,K,0,由于安装和绝缘限制，通常只用在首端附近的几个线饼中22,7.8.2,三相绕组中的波过程,雷电冲击波可能从一相、两相或者三相接入；,三绕组变压器的波过程与单相变压器基本相同一、星形接线中性点接地（,Y,0,）,三相间相互影响很小，可按三个独立的单相绕组波过程分析23,二、星形接线中性点不接地（,Y）,一相进波：后两相等效为并联、末端短路24,两相进波时,可按照单相进波的叠加计算波过程中性点稳态电位为2/3,U,0,，,最大电位为4/3,U,0,三相进波时,中性点最大电位为首端电位的2倍。
25,三、三角形接线,一相入侵时：因此,B、C,两端点相当于接地在,AB、AC,绕组中的波过程与末端接地时的相同26,两相或三相入侵时：,用叠加法分析1,A,端或,B,端进波时的初始分布,2,A,端或,B,端进波时的稳态分布,3,A、B,端同时进波时的初始分布,4,A、B,端同时进波时的稳态分布,最高电位在中点处,27,7.8.3,冲击电压在绕组间的传递,由于互阻抗，存在相互感应1 静电感应,2 电磁感应,可分别计算,后叠加28,一、绕组间的静电感应,电容耦合引起，与变比无关在绕组2开路时,低压绕组和很多线路相连，因此，还有很多电容和,C,20,并联，此时,U,2,不大空载时，需要进行过电压防护29,二、绕组间的电磁感应,电流所产生的磁通引起低压绕组冲击强度高，只是在从低压感应到高压时才有危险30,7.8,变压器绕组波过程,7.8.1,单相变压器绕组中的波过程,7.8.2,三相变压器绕组中的波过程,7.8.3,冲击电压在绕组中的传递,7.9,旋转电机中的波过程,7,线路与绕组中的波过程,31,7.9,旋转电机绕组中的波过程,已有保护措施可使来,波陡度平缓，波头时间大于10,us,k,0,du/,dt,都很小，因此可忽略,K,的影响。
可视为具有,一定波阻抗的传输线旋转电机：,发电机、同步调相机和大型电动机等32,一、波阻抗及波速,电机槽内部分和端部部分,L,0,、,C,0,不同，波阻和波速不同，一般看宏观的平均值波阻抗与电机容量、电压和转速有关电压,升高,每槽匝数增加电感变大 波阻抗增加,容量,加大,导线半径增加 每格匝数减小电容增加，电感减小 波阻抗,减小,33,波速,容量加大,电容增加，电感减小 一般电感的减小的影响没有电容的增加那么快波速下降,34,二、波在电机绕组中的传播,铁损等损耗大，衰减和变形都很严重中小容量的电机：,0.0005,m,-1,;,大容量电机：,0.0015,m,-1,最大电位梯度在首端允许来波最大陡度,一般将进波陡度限制在5,kV/us,以下匝间冲击电压,35,。