油浸式變壓器繞組的分?jǐn)?shù)階模型辨識(shí)及其VFTO分布的計(jì)算方法.pdf

1、氣體絕緣變電站（GIS）中，隔離開(kāi)關(guān)、斷路器操作或短路故障都可能引發(fā)特快速暫態(tài)過(guò)電壓（VFTO）。VFTO具有納秒級(jí)的上升沿，含有數(shù)百kHz至數(shù)十MHz的頻率分量。這樣的暫態(tài)電壓波浸入變壓器線圈將形成不均勻的分布，也可能激發(fā)起局部電磁振蕩，使線圈絕緣受損。因此，準(zhǔn)確確定VFTO作用下變壓器線圈的高頻電路模型至關(guān)重要。導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)和油紙復(fù)介電常數(shù)的頻變特性導(dǎo)致變壓器繞組傳輸線模型中的阻抗參數(shù)和導(dǎo)納參數(shù)產(chǎn)生頻變。然而，傳統(tǒng)的變壓器繞組傳輸

2、線模型往往忽略油紙介電常數(shù)的頻變特性或者在平行板和同軸圓柱體電容公式基礎(chǔ)上確定頻變導(dǎo)納參數(shù)，影響繞組上暫態(tài)過(guò)電壓分布計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　本文以此為背景，對(duì)油浸式變壓器繞組的分?jǐn)?shù)階模型辨識(shí)及其VFTO分布的計(jì)算方法展開(kāi)了研究。首先，以電介質(zhì)弛豫極化理論為基礎(chǔ)，得出變壓器繞組單位長(zhǎng)度復(fù)電容與復(fù)介電常數(shù)的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，在有限元軟件 FEMM的基礎(chǔ)上得到油紙?jiān)诟鱾€(gè)頻點(diǎn)下的復(fù)介電常數(shù)所對(duì)應(yīng)的復(fù)電容值；其次，由復(fù)電容的擬合模型，得出頻變特性下

3、變壓器繞組傳輸線模型中分?jǐn)?shù)階導(dǎo)納的表達(dá)式，同時(shí)考慮趨膚效應(yīng)在不同種類矩形橫截面導(dǎo)體中趨膚深度的差異，精確單位長(zhǎng)度頻變阻抗計(jì)算公式，進(jìn)而確定整個(gè)模型的參數(shù)；第三，通過(guò)引入Caputo定義下分?jǐn)?shù)階微分的離散形式，改進(jìn)了傳統(tǒng)多導(dǎo)體傳輸線時(shí)域有限元法，避免了復(fù)雜的矢量匹配過(guò)程；第四，以實(shí)驗(yàn)室中的油浸連續(xù)式繞組為例，對(duì)其分?jǐn)?shù)階傳輸線模型進(jìn)行仿真計(jì)算并將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值和其余幾種參數(shù)下的繞組傳輸線模型仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本文所確定分?jǐn)?shù)階模型參