变压器脉冲信号在变压器绕组中的传输分析与高压套管的电场计算

变压器脉冲信号在变压器绕组中的传输分析与高压套管的电场计算 第, 卷 第, , 期 变 器 压 ( , , , ,, ,( , , , ,年 ,月 ,, ,, ,, , , ,, 脉 冲信 号在 变压 器绕组 中的传输分析 与 高压套 管 的电场计算 徐 阳 ， 凯 陈建华 解利斌 ,张宏炯 刘新颖 ， 宇 ， ， ， , (( ,, ( , 北京市电力公司房山供电公司 ，北京 , , , ;,西安交大科技园博源电气有限责任公司，陕 ,, , 匕 , , , 西 西安 , , , ;, 京市电力公司门头沟供电公司 ，北京 , , , ) 对局部放 电信 号和 外部干扰信 号在 变压器绕组 中的传输过程进 行 了仿真 ， 摘要 : 传 计算 了 感器安装前 后变压器高 压 套 管 的 电场 分 布 。 关键 词 : 局 变压 器 ; 部 放 电 ; 电 电流 传 感 器 ; 场 , , 中图分 类号 :,, , , 文献 标识 码 : ,, , , , , , ), , , — , 文章 编号 :, , , , (, , , — , , , ,, , , ,, ,,, , , , , , , , ,,, , , ,, , ,,, ,,, , ,,, , , ,, , , , , , ,, , , ,,,, ,,, , ,, , , , , ,, ,,, , , , ,, ,, ,, , , , ; , , , , ,, , , , , ,,; , ,,, ,,, ,,, , , ,, ， , , ’ , , ,， , , , , , , — , ’ ,, , , 。 , , , , , , , , — , ’ , , , , ,, ,, , ,， , , , , , ， , , , , , ,， , , , ， , , , , , , ’ ,, , , , , ,, , , ,, , ，, , ,;, , , , , , ,, , , , ,, ( (, , , , , ,, , ,, ,, , , ,,, ,, ,; , , ,, ,, , ，, , , ,, , ， , , , ,, ( , , ,, ,, ,,, , ,,, ,, ，,,( ,, ,, , , ; ,,, ;, ,, , , ,; , , , , , ( , ，,, , , ，,,, ( , , ,, , ,, ,,;, ,, , , , , , , ,, , , , , , , , ,, , , , , , , , ,, , ， ,, , , , , ，,,, ) ,, ,, , , , , ,, , , , ,; , ,, , , , ,, , , ; , , , , , , , ,, , ; ( , , , , ,,, , , , ,,, ,, , , ,,, , , , ,, , , , , ,,, , , , , , ,, , , ,,,, , ,, ,, ,(,, ,, ,, ,, ,, , , , , , , , , , , ,, , , , , , , , ,, , , , ,,, ; , ,, , , , ,;, , , ,,, , , ,,, ,, , , ,, , , , , , , , ,, , , , , , , , , ,, ,, , , , , , , ,, , , , , , ; , , , ,( , ,, , , , ,, , , , , ,, , , , ,, ,, , , ; , ,, , , ; , ,, , ,: , , , , , ; , ,,, ,; , ,,; ,, , , , , , ,,;, ,, 别 是绕 组单 位长 度 上 的电感 、 纵 电阻 、 向 电容和 对地 ,引言 尺 是相 邻绕 组段 的绝 缘 电阻 和每段 绕组 对 电容 ; 、 电力 变压 器是 电力 系统 的关 键设 备之 一 ，其运 地 的绝 缘 电 阻 ;每 段 绕 组 与其 他 绕 组 间 的互 感 用 行状 态对 于 电网 的安全 经济 运行 至关 重要 。变 压器 ? ? ， … 来 描述 ; 为 单 位 绕组 的 寄生 电感 ; 运行 的可 靠性 主要 取决 于绝缘 性 能 ，而局 部放 电特 ? 尺 为 绕 组 中性 点 的 接 地 电 阻 ， 为 绕 组 单 元 的 数 性则 是 衡量 电力 变压 器绝 缘 系统 质量 的重 要 指 标 。 将 。 、 , ,、 目; ,、 , 的 分支 用 , 导 纳 等效 ， , 的分 支 近年 来 ，局部 放 电在线 检测 已经 成为 绝缘 学科 的热 ， 用 】 导 纳代 替 。 , ,年研 制 的 , ,点课 题 。西 安某 公 司于 , , , 一?型变 压器局 部放 电在线监 测 系统 ，已在多 家发 电厂 和变 电站运 行 。该 系统采 用脉 冲 电流法 检测 变 压器 的局 部 放 电 ，采用 高频小 电流 传感器 耦 合放 电脉 冲 电流 经 信 号 ， 信号 预处 理及 放 大后 由采集 卡采 样 并经 上 、 下位 机 系统实 现局 部放 电各参数 的测量 。,等效 电路模型 ( , , 变压 器绕 组等 效 电路模 型 图 , 变 压 器 绕 组 的等 效 电路 变 压器 绕 组是 局 部 放 电信 号 传 播 的 直接 路 径 ， , ( , , , , ,; , , , , , , , , ,, , , , , , ,？ , , , , ; , , , , , , , , , , , , , ;、 、 其 等 效 电路模 型如 图 ,所示 。图 ,中 ， 尺、 , 分 珏箍 囊 , 第, 卷 ,,, 传 感器 电路模 型 电流传 感器均 是 由以铁氧 体 为磁 心 的罗高 夫斯 串联 的滤 波 电容及采 样 电阻 、基线 圈 、 电磁 屏蔽 盒等 。构成 。小 尺寸 传感 器 的等效 电路 见 图 , 图 ,中 ， 尺、 。 , 等 为 线 圈 的互感 ， 、 尺 分 别 为副 边 线 圈 的 自感 、 ,为线 圈 的等效 杂散 电容 。效 电阻 和取 样 电阻 ， 主 () ,, 图 , , , , 变 电站 电 气 接 线 图 ,( ;, , , ,, , ,, , , ,,,,,, ,, , ,,,,, ,, ,, ,, , ,, , , , () ， , 图 , 小 尺 寸传 感器 等 效 电路 , , ,, ,、 , , , , , ,、, , , , , ;各段母 线 用 ,形 电路 等效 ， ,, ,, , , ;, ,, , , , , ,, , ,, ( ,？ , , ,, ,; , , , ,, , , 各参 数根据 一定 的传输 线种 类计算 ，电容式 电压互 , 忽 感器 用 , ,串联 电路 等效 ， 略相 间耦合 和 高压侧 由于大 尺寸 电流传 感器存 在不 可忽 略的线 圈漏 与低 压侧 的耦合 。 磁化 电感及 寄生 电容等分 布参 数 ， 虑 了这些 分 感、 考 在变 压器 绕组 内部施加 一 电压源 作为变 压器 局 布 参数 后 的 电流源 等效 电路 如 图 ,所 示 。图 ,中 ， 部 放 电产 生 的电压 ，传感 器上所 测得 的 电压 波形 如 、 、 , 漏感 和磁 化 电感 ; 尺 、 分别 为 高压 电阻 、 , 图 ,所 示 。 , , 为 ; 分别 为低 压漏 电感 、折算 负 载 电阻及 电容 ; 在 变压器 与母 线 的连 接处 施加一 相 同的 电压 源 尺 为铁 心损 耗 电阻 ; 为 脉 高 、低 压等值 分 布 电容 ; ， 作 为变 压器外 部产 生 的干扰 电压时 ，传感 器上所 测 冲 电流 源 。 得 的电压波 形如 图 ,所 示 。 由图 ,和 图 ,可 以看 出 ，当变 压器 内部发 生局 , ,? 尺, ( ,, ( ,, ,, , ,, , (, 童 , , 馨 ,, ( 图 , 大 尺 寸传 感器 等 值 电 路 , ,? ,, , ,？, , , ,; , , , ,, , , ,( , ,,,, ; , ,, , ,, , ,, , , 一 ( ,, , , , , , , , , , , , , , ,, , , , , , , , ,脉冲信号传输的分析与计算 , 时 间,, ,施 ( ) 加 的电 压 源 波 形 在各 种类型 的干扰 中 ，随机性 脉 冲型干扰 最难 是 , 一剔 除 ， 局放检测 中抗 干扰 处理 的技 术难 点 。, , (?铩? ,, ,, ?型在线 监测 系统采用 安装 在高压 套管 底部 的大尺 (, ,, ,,寸 磁芯传 感器 和安装 在高压 套管末 屏 的小传感 器定 用软件进 行脉 冲极性 鉴 别 ， 向耦 合 ， 能有 效剔 除随机 , ( , ,, ,, 如丑 性脉 冲干扰 。 .