变压器绕组变形对绕组电压分布的仿真分析

作者： 国自电气 时间：2024-09-28 09:35:05 阅读：21

图1

1，高压绕组轴向变形

本节分析高压绕组前、中、后段发生不同程度轴向变形的情况下绕组的最大电压分布。由于高压绕组前段线饼间的纵向电容大于中、后段，由公式可知，高压绕组前段线饼的轴向变形会增加绕组的空间因数，使前段线饼的最大电压增加，中、后段线饼最大电压随之增加；中段线饼的轴向变形会减小绕组的空间因数，使中段线饼的最大电压减小，后段线饼最大电压随之减小；后段线饼轴向变形会减小绕组的空间因数，使后段线饼的最大电压减小。

变形侧高压绕组对地电容的减小会减少绕组的对地分流，使雷电波的能量更多汇集在绕组上，进而提升非变形侧高压绕组的最大电压分布。由于雷电波流经至绕组前段时的能量大于中、后段，高压绕组前段发生轴向变形时损失的能量更少，此时非变形侧绕组最大电压分布更大。同理，高压绕组中段发生轴向变形时非变形侧绕组最大电压分布大于后段发生轴向变形时非变形侧绕组的最大电压。绕组的变形程度越大，上述最大电压的升高或降低幅度也会越大。由公式可知，中压绕组的最大电压分布受高压绕组轴向变形的影响较小。

2，中压绕组轴向变形

本节分析了中压绕组前、中、后段发生不同程度轴向变形的情况下绕组的最大电压分布。由于中压绕组单饼的对地电容远大于高、中压绕组单饼正对部分之间的互容，根据公式可以发现，中压绕组部分线饼的轴向变形对电压传递比几乎没有影响，因此中压绕组的最大电压分布几乎不变。同理，中压绕组对地电容的减小会使高压绕组线饼的最大电压分布升高，变形程度越大，最大电压的幅值也越大。

3，高压绕组径向变形

本节分析了高压绕组前、中、后段发生不同程度径向变形的情况下绕组的最大电压分布。由公式可知，高压绕组前段线饼的径向变形会减小绕组的空间因数，使前段线饼的最大电压减小，中、后段线饼最大电压随之减小，变形程度越大，电压变化越明显。

由于波在传播过程中存在能量损失，当传递到绕组中、后段时，波头上升沿的陡度会下降，公式中算子p 的取值不再为无穷大，此时需考虑绕组电感对空间因数的影响。因此，当高压绕组的中、后段线饼发生径向变形时，空间因数及最大电压分布不再随绕组变形程度的改变而单调变化。由公式可知，高压绕组径向变形对中压绕组最大电压分布的影响可以忽略。

4，中压绕组径向变形

本节分析了中压绕组前、中、后段发生不同程度径向变形的情况下绕组的最大电压分布。由公式可知，中压绕组的径向变形会减小电压传递比，使中压绕组变形位置的最大电压降低，进而降低高压绕组相对位置的最大电位。当径向变形发生在中压绕组的前段、后段时，前、后段高压绕组最大电压降低导致的能量衰减要大于中压绕组对地电容增加造成的能量损失，因此高压绕组非相对位置的最大电压会相应增加。变形程度越大，上述最大电压升高或降低的幅度也会越大。

5，对比分析

通过对比中轴向变形与径向变形的各种情况，可以得出以下规律：

①绕组变形程度越大，等效电路中的电容、电感等集中参数变化越大，对绕组最大电压分布的影响也越大；

②由于轴向变形时变形绕组的饼间电容和对地电容同时减小，径向变形时只有变形绕组对地电容发生变化，饼间电容不发生改变，根据式（1）可以发现，径向变形导致的参数改变对空间因数的影响更大，因此相较于轴向变形，径向变形对绕组最大电压分布的影响更为明显；

③由于雷电波入侵后先流经高压绕组前段，绕组前段汇集能量最大，前段参数的改变对入侵波能量的改变也最大，因此高压绕组的前段变

形对绕组最大电压分布的影响最大；

④高压绕组轴（径）向变形会增加（减小）变形侧高压绕组的最大电压，减小（增加）非变形侧绕组的最大电压，对中压绕组的最大电压分布几乎不产生影响；

⑤中压绕组轴向变形对高（中）压绕组的最大电压分布影响不明显，径向变形会降低中压绕组变形位置与高压绕组正对对位置的最大电压，提高高压绕组其他位置的最大电压。