變壓器和電機(jī)繞組內(nèi)的暫態(tài)過程

3變壓器和電機(jī)繞組內(nèi)的暫態(tài)過程主要內(nèi)容直角波電壓作用于變壓器繞組的暫態(tài)過程沿輸電線路侵入的電壓波作用于變壓器繞組的暫態(tài)過程變壓器繞組的內(nèi)部保護(hù)沖擊電壓在變壓器繞組間的傳遞旋轉(zhuǎn)電機(jī)繞組內(nèi)的暫態(tài)過程3.1直角波電壓作用于變壓器繞組的暫態(tài)過程

初始電壓分布和入口電容瞬間變壓器繞組的等值電路

一般連續(xù)式變壓器繞組的αl值為5~10。變壓器繞組的末端不論接地與否，其初始電壓分布均相同，按指數(shù)規(guī)律分布。最大電位梯度出現(xiàn)在繞組的首端。沖擊電壓波作用于變壓器繞組初瞬，繞組首端的電位梯度是平均電位梯度的αl倍。αl越大，電位分布越不均勻，相應(yīng)繞組的抗沖擊能力越差。（危及變壓器繞組的首端匝間絕緣

）變壓器繞組中的電磁振蕩過程在10μs以內(nèi)尚未發(fā)展起來，在這段時(shí)間內(nèi)變壓器繞組的特性主要由其縱向電容和對(duì)地電容組成的電容鏈決定，對(duì)首端來說相當(dāng)于一個(gè)等效集中電容Cr，稱為變壓器的入口電容。穩(wěn)態(tài)電壓分布和振蕩過程

在無限長直角電壓波作用下的穩(wěn)態(tài)電壓分布對(duì)于末端接地的繞組對(duì)于末端開路的繞組振蕩過程中所能達(dá)到的最大過電壓最大電位梯度均出現(xiàn)在繞組首端，其值等于αU0，對(duì)變壓器繞組的縱絕緣（匝間絕緣）有危害。繞組內(nèi)的波過程除了與電壓波的幅值有關(guān)外，還與作用在繞組上的沖擊電壓波形有關(guān)。過電壓波的波頭時(shí)間越長（陡度越小），由于電感分流的影響，振蕩過程的發(fā)展比較和緩，繞組各點(diǎn)的最大對(duì)地電壓和縱向電位梯度都將下降；反之則振蕩越激烈。波尾也有影響，在短波作用下，振蕩過程尚未充分激發(fā)起來時(shí)，外加電壓已經(jīng)大為減小，導(dǎo)致繞組各點(diǎn)的對(duì)地電壓和電位梯度也比較低。

截波作用下繞組內(nèi)的最大電位梯度將比全波作用時(shí)大，會(huì)在變壓器繞組中產(chǎn)生很大的電位梯度，從而危及變壓器繞組的縱絕緣，電力變壓器不僅需要進(jìn)行全波沖擊耐壓試驗(yàn)，還要通過截波耐壓試驗(yàn)。

3.2沿輸電線路侵入的電壓波作用于變壓器繞組的暫態(tài)過程三相變壓器繞組，星形接線中性點(diǎn)接地的接線方式（Y0）三相變壓器繞組，星形接線中性點(diǎn)不接地的接線方式（Y）一相進(jìn)波，中性點(diǎn)的最大電位值將為兩相進(jìn)波，中性點(diǎn)的最大電位值將為三相進(jìn)波，中性點(diǎn)的最大電位值將為

三相變壓器繞組，三角形接線方式（Δ）對(duì)于三角形接線的變壓器，當(dāng)沖擊電壓波沿一相線路（A相）入侵時(shí)，同樣因?yàn)槔@組的沖擊波阻抗遠(yuǎn)大于線路波阻抗，所以B、C兩端點(diǎn)相當(dāng)于接地，因此在AB、AC繞組中的波過程與單相繞組末端接地的情況相同。若發(fā)生兩相或三相線路進(jìn)波，則三角形接線的每相繞組兩端同時(shí)有波侵入，當(dāng)波傳到繞組中部時(shí)，相當(dāng)于波傳到開路末端的情況，會(huì)產(chǎn)生較高的過電壓，在各相繞組的中部出現(xiàn)的最大對(duì)地電位將達(dá)2U0。3.3變壓器繞組的內(nèi)部保護(hù)變壓器繞組內(nèi)部保護(hù)的關(guān)鍵措施是：改善繞組的初始電位分布，使初始電位分布盡可能地接近穩(wěn)態(tài)電位分布。這可有效地降低作用在繞組縱絕緣上的電位梯度，并削弱振蕩，減小振蕩過電壓的幅值。（1）補(bǔ)償對(duì)地電容C0dx的影響；（靜電環(huán)）（2）增大縱向電容K0/dx（糾結(jié)式繞組）2.4沖擊電壓在變壓器繞組間的傳遞繞組間的靜電感應(yīng)繞組間的電磁感應(yīng)一次繞組在沖擊電壓作用下，繞組電感中會(huì)逐漸通過電流，所產(chǎn)生的磁通將交鏈二次繞組，而在二次繞組中感應(yīng)出電壓，這種電壓就是電磁感應(yīng)分量。電磁感應(yīng)分量與變壓器繞組間的變比、繞組接線方式和進(jìn)波相數(shù)等有關(guān)。由于低壓繞組的相對(duì)沖擊強(qiáng)度（沖擊耐壓與額定電壓之比）要比高壓繞組大得多，所以凡是高壓繞組能夠耐受的過電壓波按變比傳遞到低壓側(cè)時(shí)，對(duì)低壓繞組是沒有危險(xiǎn)的。當(dāng)?shù)蛪豪@組進(jìn)波時(shí)，才有可能引起高壓繞組的絕緣損壞。3.5旋轉(zhuǎn)電機(jī)繞組內(nèi)的暫態(tài)過程電機(jī)的絕緣一般較弱，又不能像變壓器那樣容易采用各種內(nèi)部保護(hù)措施來改善電壓分布，但為防止電機(jī)損壞，一般采用外部保護(hù)措施的方法抑制侵入波的陡度（在發(fā)電機(jī)前接并聯(lián)電容器）。在電機(jī)的波過程計(jì)算中一般均可忽略的作用，而將它和輸電線的波過程一樣看待。電機(jī)繞組的等值波阻與波速電機(jī)繞組的波阻抗與電機(jī)容量、電壓等級(jí)和轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。電機(jī)繞組的電壓等級(jí)升高，電機(jī)每槽的匝數(shù)也會(huì)增多，相應(yīng)電感L0變大，因而波阻抗增大；電機(jī)容量愈大，導(dǎo)線的半徑將增大，每槽的匝數(shù)將減少，使得電容C0增大而電感L0減小，使其波阻抗減小。波在電機(jī)繞組中的傳播波在電機(jī)繞組中的傳播過程與波在輸電線路中的傳播過程不同，電機(jī)繞組中存在著較大的鐵芯損耗（鐵損），同時(shí)還存在導(dǎo)體的電阻損耗（銅損）和絕緣的介質(zhì)損耗，其中鐵芯損耗為最大。因此隨著波在電機(jī)繞組中的傳播，其衰減和變