线路和绕组的波过程-绕组中的波过程（高电压技术）

高电压技术—绕组中的波过程了解原子的结构及电离的概念学习目标记住变压器绕组波的过渡过程中的相关结论记住绕组波过程中的电位分布曲线（起始、稳态及过渡过程）领会变压器内部过电压保护措施一般了解单相变压器绕组上波过程的物理过程01单相变压器绕组的等值电路L0——绕组单位长度的电感C0——绕组单位长度的对地电容K0——绕组单位长度的纵向电容l——绕组的长度S——表示绕组末端接地与否的开关。一、单相变压器绕组的等值电路1)直角波开始作用瞬间的起始电压分布（即t=0）;2)无穷长直角波长期作用时的稳态电压分布（即t→∞）;3)由起始阶段向稳态过渡时的振荡阶段（即t=0起到时间趋向无穷大阶段）。电路分析分三个阶段：一、单相变压器绕组的等值电路02长直角波作用下绕组的起始电压分布冲击波刚到达瞬间，等效频率极高，电感相当于开路，等效电路为纯电容链：设在距绕组首端为x处电压为u，dx长度上纵向电容为K0，其两端电压为du，则其上所充电荷Q二、长直角波作用下绕组的起始电压分布在dx长度上的对地电容C0dx上的电荷合并化简后，可得其通解为1.起始电压分布根据边界条件就可求出绕组的起始电压分布。边界条件分绕组末端接地（x=0时，u=U0;x=l时，u=0）与末端不接地两种（x=0时u=U0;x=l时，i=0）情况，可求得：不论绕组末端接地与否，绕组的起始电压分布均可用下式近似计算称为变压器绕组的空间系数二、长直角波作用下绕组的起始电压分布（1）绕组中的起始电压分布很不均匀，不均匀程度与αl有关，αl愈大，起始电压分布愈不均匀。（2）最大电位梯度为即绕组首端的电位梯度将是平均电位梯度的αl倍。一般连续式绕组αl≈5~15。（3）截波作用下绕组内的最大电位梯度比全波作用时大，而危及绕组的纵绝缘（变压器的匝间、层间绝缘）。结论二、长直角波作用下绕组的起始电压分布当冲击波刚到达绕组时，变压器绕组等效为K0~C0组成的电容链，对首端来说相当于一个等效集中电容，称为入口电容CT。一般约为500~2000Pf2、变压器的入口电容二、长直角波作用下绕组的起始电压分布03稳态电压分布当t→∞时，电流变化率为零，电感L0相当于短路，而K0、C0已充满电荷，其支路相当于开路。所以绕组的稳态电压按绕组电阻分配，由于绕组电阻是均匀的，所以其稳态电压分布也是均匀的当t→∞时，绕组各点的对地电位均为U0

1.绕组末端接地三.稳态电压分布2.绕组末端开路04振荡过程中绕组的最大电位分布变压器绕组中的初始电压分布U0和稳态电压分布U不相同，在过渡过程中将发生振荡，振荡激烈程度和两者的差值直接相关。过渡过程中绕组各点的最大对地电压Umax可按下式定性计算

四.振荡过程中绕组的最大电位分布1）对末端接地的绕组，最大电位将出现在绕组首端附近，其值将达1.4U0左右；2）对末端开路的绕组，最大电位将出现在绕组末端附近，其值将达1.9U0左右。最大电压分布危及绕组的主绝缘。结论：05变压器的内部保护五.变压器的内部保护1.绕组产生振荡的根本原因变压器绕组电压的起始电压分布与稳态分布不一致2.改善措施使起始电压分布与稳态电压分布接近3.具体措施1）采用静电补偿以减小C0的影响2）采用纠结式绕组以增大K0五.变压器的内部保护06三相变压器中的波过程六.三相变压器中的波过程当忽略三相绕组间的电磁耦合时，三个绕组可以看成是独立的、末端接地的单相绕组，不论单相、两相或三相进波，各绕组的电压分布与单相绕组时相同。1.中性点接地的星形接线2.中性点不接地的星形接线单相进波两相进波三相同时进波单相进波时，中性点O的稳态电压为1/3U0，过渡过程中其最大对地电位为2/3U0

两相进波时，中性点O的稳态电位2/3U0，最大电位可达4/3U0

三相同时进波时，中性点O的稳态电位可达U0，最大电位可达2U0

六.三相变压器中的波过程3.三角形接线单相进波时，波过程与末端接地的单相绕组相同。两相和三相同时进波时，在各相绕组中部对地电位可达2U0六.三相变压器中的波过程07在变压器绕组间的传播1.波的过渡七.在变压器绕组间的传播当冲击电压波入侵于变压器的高压绕组时，在低压绕组中产生的过电压，称为波的过渡。波由高压绕组向低压绕组传播的途径有两个：一是通过静电耦合，二是通过电磁感应。1）绕组间的静电耦合对三绕组变压器，当由高压侧或中压侧进波时，该分量可能危及开路的低压绕组的绝缘。增大低压侧对地电容（例如低压绕组开路后还接一段电缆）是降低静电感应过电压的有效措施。C12──高低压绕组间的电容；C