變壓器實測雷電侵入波統(tǒng)計及其對油紙絕緣性能影響研究.pdf

1、變壓器是電力系統(tǒng)的核心設(shè)備,它的安全運行關(guān)乎整個電力系統(tǒng)的可靠性。在決定變壓器雷電沖擊絕緣水平時,較為精確地掌握變壓器上的實際雷電過電壓水平是合理選擇設(shè)備絕緣配合的前提。而目前,有關(guān)站內(nèi)變壓器雷電侵入波統(tǒng)計規(guī)律分析及其對變壓器內(nèi)絕緣影響的研究較少,變壓器絕緣設(shè)計和耐壓測試仍然采用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)雷電波,而實際作用在變壓器上的雷電侵入波卻是非標(biāo)準(zhǔn)的波形。鑒于此,研究變壓器實測雷電侵入波的統(tǒng)計規(guī)律以及實測雷電侵入波對變壓器油紙絕緣性能的影響不僅能

2、夠完善有關(guān)雷電波的理論研究,更能為變壓器合理的絕緣設(shè)計以及站內(nèi)雷電防護提供技術(shù)依據(jù)和支撐,具有重要的理論價值和工程實用價值。
　　首先,本文基于某110 kV變壓器上長達(dá)六年的雷電侵入波監(jiān)測數(shù)據(jù),利用數(shù)字濾波技術(shù),提取了侵入波的有用信號,提出采用能量法和DE法求取侵入波的時間參數(shù),并對時間參數(shù)進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結(jié)果表明:變壓器雷電侵入波為衰減振蕩的電壓波形,其振蕩主頻主要集中在10 kHz以內(nèi);侵入波的波頭時間和波尾時間均比標(biāo)準(zhǔn)雷

3、電波長,且時間參數(shù)服從對數(shù)正態(tài)分布規(guī)律;波頭時間和波尾時間具有較強的相關(guān)性,二者的相關(guān)性可用一個帶狀區(qū)域表示。
　　然后,搭建了沖擊過電壓試驗平臺,基于雷電侵入波的統(tǒng)計結(jié)果,選取具有50％概率的實測雷電侵入波(20/198μs)和標(biāo)準(zhǔn)雷電波展開對比試驗,并研究不同過電壓時間參數(shù)對油紙絕緣50％擊穿電壓的影響。試驗結(jié)果表明:在1.2~26μs的試驗波頭時間范圍內(nèi),絕緣紙的50％擊穿電壓與過電壓波的波頭時間關(guān)系較大,而波尾時間對50％

4、擊穿電壓的影響不大。且絕緣紙的厚度、層數(shù)以及老化程度不同時,過電壓時間參數(shù)對絕緣紙50％擊穿電壓的影響程度不同。
　　最后,基于COMSOL Multiphysics有限元仿真軟件,建立了油紙絕緣仿真模型,計算了油紙絕緣介質(zhì)在過電壓作用下的電位分布和電場分布,以及在不同時間參數(shù)過電壓作用下油紙絕緣系統(tǒng)接地極流過的電流。仿真結(jié)果表明:當(dāng)正極性過電壓作用時,流過絕緣系統(tǒng)的電流分為正負(fù)極性兩個部分,存在正極性最大值和負(fù)極性最大值,且以位