VFTO下大型变压器绕组电位分布的快速算法研究

论文摘要

气体绝缘变电站（GIS）中的分合闸操作产生的陡波前过电压（VFTO）是一种持续时间几毫秒，上升沿几纳秒至几十纳秒的暂态过电压信号，它的振荡频率在几兆到几十兆。VFTO对电力系统安全运行危害巨大，对直接连接到GIS的变压器，影响尤为严重。本文采用变压器绕组的多导体传输线模型研究了VFTO信号对变压器的影响。为解决变压器模型方程数目过大的问题，研究了已有模型的降阶方法。基于eAd的精细算法和Krylov子空间降阶算法，并根据变压器的电压转移函数和VFTO信号的幅频特性，提出了忽略次要频点的快速算法。仿真结果与试验结果吻合，说明了方法的可行性和正确性。最后，用本文提出的方法计算了800kV变压器绕组在VFTO下的分布电压，验证了变压器绝缘设计的合理性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 陡波前过电压（VFTO）
• 1.1.1 VFTO的产生
• 1.1.2 影响VFTO的因素
• 1.1.3 VFTO对变压器的影响
• 1.2 本课题国内外研究概况
• 1.2.1 变压器的电路模型
• 1.2.2 电路模型的降阶算法
• 1.3 本文完成的主要工作
• 第二章 基础知识
• 2.1 变压器线圈
• 2.1.1 变压器线圈基本结构
• 2.1.2 变压器线圈的绝缘
• 2.2 变压器的传输线模型
• 2.2.1 传输线基本理论
• 2.2.2 变压器的传输线模型
• 2.2.3 传输线模型的参数计算
• 第三章 模型降阶方法总结
• 3.1 基于等效电路结构的降阶方法
• 3.1.1 支路融合法
• 3.1.2 广义Y-Δ变换法
• 3.2 数值降阶方法
• 3.2.1 数值降阶方法的总体思路
• 3.2.2 本征模分析法
• 3.2.3 有理传输函数拟合法
• 3.2.4 矩量匹配法
• 第四章 传输线方程的降阶算法
• Ad的计算'>4.1 e^Ad的计算
• Ad的计算'>4.1.1 参数非频变时e^Ad的计算
• Ad的计算'>4.1.2 参数频变时e^Ad的计算
• 4.2 矩量的计算
• 4.2.1 在s=0点展开
• 0点展开'>4.2.2 在s=s₀点展开
• 4.3 相合变换
• 4.4 算法验证
• 4.4.1 试验测量设备
• 4.4.2 试验线圈的幅频特性
• 4.4.3 试验线圈的时域波形
• 第五章 变压器绕组电压分布计算
• 5.1 800KV变压器绕组简介
• 5.2 变压器绕组电压分布计算
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况