电力变压器绕组波过程分析及部分纵绝缘优化

论文摘要

电力变压器是电力系统中的重要设备之一,必须保证其可靠运行。要保证电力变压器的可靠运行,就要使其具有良好的绝缘能力,因为电力变压器的故障主要是绝缘被破坏造成的。当电力变压器受到雷电冲击时,其绕组的绝缘容易被破坏,因此必须对电力变压器绕组的绝缘结构进行优化。为分析电力变压器绕组波过程,本文建立了电力变压器绕组的等值电路,给出了等值电路中的电感、电容参数的计算方法及电力变压器绕组波过程的计算方法。编写了计算绕组波过程的程序,并应用此程序计算出了电力变压器绕组在中性点接地和中性点绝缘时的初始电位分布和电位梯度,进而得知绕组中绝缘的薄弱环节。采用Simulink仿真软件求解电力变压器绕组在中性点接地和中性点绝缘时的振荡过程,得到了从初始电位分布到最终分布振荡的最大电位。本文采用遗传算法对电力变压器绕组纵绝缘进行优化,得到了合理的绕组绕制结构。本文以一台110kV三相有载调压变压器为例计算了绕组波过程并且优化了绕组纵绝缘。通过对该变压器波过程计算和纵绝缘优化,改善了变压器绕组电位分布,提高了电力变压器在冲击电压作用下运行的可靠性。因此,用计算机编程计算变压器绕组波过程和优化绕组纵绝缘可以应用到工程设计中,并且这种方法可节约人力和时间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电力变压器绕组波过程分析和纵绝缘优化的意义
• 1.2 电力变压器绕组波过程和纵绝缘优化的研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第2章 电力变压器波过程参数的计算
• 2.1 电感参数的计算
• 2.2 电容参数的计算
• 2.2.1 线饼间组合绝缘介质的等值介电常数计算
• 2.2.2 几何电容的计算
• 2.2.3 纵向等值电容的计算
• 2.3 电阻参数计算
• 2.4 本章小结
• 第3章 电力变压器绕组波过程的计算与仿真
• 3.1 电力变压器绕组波过程的计算方法
• 3.1.1 电力变压器绕组等值电路
• 3.1.2 根据等值电路求解绕组波过程
• 3.2 波过程的计算实例
• 3.2.1 中性点绝缘时绕组初始电位分布
• 3.2.2 中性点接地时绕组初始电位分布
• 3.2.3 中性点绝缘时绕组的振荡过程
• 3.2.4 中性点接地时绕组的振荡过程
• 3.3 本章小结
• 第4章 电力变压器纵绝缘优化
• 4.1 遗传算法
• 4.1.1 遗传算法的一般结构
• 4.1.2 遗传算法的基本步骤
• 4.2 变压器纵绝缘优化模型
• 4.2.1 目标函数
• 4.2.2 变压器绕组结构假设
• 4.2.3 决策变量
• 4.3 优化设计实例
• 4.3.1 内屏蔽-连续式绕组的单元编码优化结果
• 4.3.2 内屏蔽-连续式绕组的条件编码优化结果
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢