線體耦合變壓器的工作原理
發(fā)布時(shí)間：2013-08-06 新聞來(lái)源：一覽變壓器英才網(wǎng)
變壓器Y側(cè)中性點(diǎn)直接接地，節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中和中性點(diǎn)對(duì)應(yīng)的行和列可直接劃去；若Y側(cè)中性點(diǎn)不接地，采用接點(diǎn)消去法，消去節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中和中性點(diǎn)對(duì)應(yīng)的行和列，具體方法可參照下文消去變壓器內(nèi)部故障節(jié)點(diǎn)的操作，相應(yīng)的Im和Um向量各降一維。最后將該模型轉(zhuǎn)化為序分量以使其它網(wǎng)絡(luò)元件的導(dǎo)納矩陣有簡(jiǎn)潔的形式。具體分析如下：（1）事實(shí)上，在系統(tǒng)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)該模型和常用的由正序空載、短路試驗(yàn)建立的變壓器穩(wěn)態(tài)等值電路保持一致，但是，基于多線圈耦合的變壓器數(shù)學(xué)模型再現(xiàn)了變壓器的繞組聯(lián)結(jié)關(guān)系，物理概念更為清晰。
�。�2）同樣由于模型再現(xiàn)了變壓器的繞組結(jié)構(gòu)，不論變壓器△側(cè)或不接地Y側(cè)發(fā)生何種性質(zhì)的故障，零序電流將被限制在非常小的值。由于計(jì)算過(guò)程的舍入誤差，零序電流不會(huì)嚴(yán)格到零，這和實(shí)際電力系統(tǒng)中存在零序泄漏電流的情況相似。
�。�3）若變壓器△側(cè)或不接地Y側(cè)發(fā)生單相接地，零序電流同樣被限制在接近于零的小值，從而使流經(jīng)過(guò)渡電阻的電流非常小，但已經(jīng)足夠?qū)⒐收舷嚯妷豪椭吝m當(dāng)?shù)闹担@也和實(shí)際電力系統(tǒng)的情況類似，意味著對(duì)該種故障不需專門考慮。
變壓器內(nèi)部故障狀態(tài)的近似模型概述模擬變壓器內(nèi)部故障是非常困難的。在有電源側(cè)經(jīng)過(guò)繞組入地或進(jìn)入其它相的故障電流是勵(lì)磁性質(zhì)的，將使不同的鐵心柱飽和程度不同；同一鐵心柱上的線圈在不同的高度電流不同也使磁場(chǎng)畸變。令人可信的仿真可以先用有限元法求解磁場(chǎng)分布，再確定電抗參數(shù)<13-14>。然而，往往缺乏足夠的資料形成求解磁場(chǎng)必須的條件，同時(shí)故障分析的研究目的也允許一定的近似。本文采用如下步驟建立近似模型。
分割繞組假定短路阻抗和勵(lì)磁損耗不變，根據(jù)修正后的勵(lì)磁電抗，按文獻(xiàn)<12>可以得到式（1）所描述的變壓器原始阻抗模型。事實(shí)上，由于故障繞組在短路點(diǎn)前后的電流不同，必須分割。非故障繞組自、互阻抗不變，與新增繞組有關(guān)的參數(shù)按照以下原則計(jì)算：與匝數(shù)比一致、考慮漏磁因子、保持與原繞組在相同激勵(lì)狀況下磁鏈不變。PatrickBASTARD等在文獻(xiàn)<15>中按上述原則研究了變壓器內(nèi)部故障時(shí)對(duì)各繞組漏磁因子的處理及繞組參數(shù)的計(jì)算。由于難以獲得變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和故障點(diǎn)的空間位置，用以下經(jīng)驗(yàn)方法近似考慮漏磁的影響：（1）繞組對(duì)地短路，被分割成的兩部分漏磁因子σ1為0.01.（2）繞組內(nèi)部發(fā)生匝間短路，被短路線圈與未被短路線圈間漏磁因子σ2為0.3，其它均取0.01.（3）新分割出的線圈與其它不同相或不同側(cè)的線圈間互感按匝數(shù)比劃分。
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