窄脉冲下分段层式线圈模型暂态过程研究

论文摘要

气体绝缘全封闭组合变电站（GIS）中隔离开关和断路器在进行打开或闭合操作时,触头间会发生预击穿和多次重燃,形成特快速暂态过电压（VFTO）。VFTO对变压器危害极大,因此,构建变压器线圈等值电路,计算各种参数和沿变压器线圈的电位分布、梯度分布,对于减少变压器故障、保证电力系统安全可靠运行具有重要的意义。论文完成以下工作:制作分段层式线圈模型,参考其结构特点以线圈的每一层为一个单元来建立数学计算模型。分析了电感参数计算公式中相关量取值情况对计算结果精确度的影响。利用电感测试仪实测了模型的电感参数,与计算值相吻合。应用网孔法仿真计算分段层式线圈等值电路的暂态过程。在线圈等值电路首端施加波形参数分别为0.1/5μs和10/100ns的窄脉冲电压,计算各单元节点的电压波形,根据各单元节点的电压波形拟合沿线圈的电位分布和梯度分布。根据已经建立的线圈等值电路和暂态过程计算方法,将波形参数分别为0.1/5μs和10/100ns的窄脉冲电压和求得的响应电压变换到频域得出电压传输函数和幅频特性曲线。利用GMY-1型高压脉冲源等实验仪器实测在视在波前时间为10ns、幅值为450V的电压下分段层式线圈各单元节点的电压波形,根据各单元节点的电压波形拟合沿线圈的电位分布。根据入波电压和响应电压求出分段层式线圈电压传输函数的幅频特性曲线。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.2 线圈暂态过程研究现状
• 1.3 本文完成的工作
• 第2章 分段层式线圈建模
• 2.1 线圈等值电路
• 2.2 参数计算与测量
• 2.2.1 电感参数计算与测量
• 2.2.2 电容参数计算
• 2.2.3 电阻参数计算与测量
• 2.3 本章小结
• 第3章 分段层式线圈暂态过程计算
• 3.1 暂态过程计算方法
• 3.2 计算结果
• 3.2.1 入波波前时间为0.1μs
• 3.2.2 入波波前时间为10ns
• 3.3 本章小结
• 第4章 分段层式线圈传输函数幅频特性
• 4.1 单端输入多端输出模型
• 4.2 传输函数幅频特性
• 4.2.1 波前0.1μs 电压下幅频特性曲线
• 4.2.2 波前10ns 电压下幅频特性曲线
• 4.2.3 参数对幅频特性的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 实验验证分段层式线圈模型暂态过程
• 5.1 主要实验仪器与接线图
• 5.2 实验环境与测试方法
• 5.3 实验验证线圈暂态过程
• 5.4 实验验证线圈幅频特性
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1 参数计算测量结果
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢