计及绕组波过程的牵引变压器防雷研究

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1、Ｕ２８５．５密级；公开＿中图分类号；本校编号：ＵＤＣ；蔚Ｗ义４乂＃硕±学位论文ｉ；计及绕组波过程的李＾论文题目：引＿变压器防雷研究研氣生摄名０２１２３９４＝聪接学号；学校指导教师姓名；张友巧职称；教找申请学位等级：工学硕去学位专业；电力系统及其自动化２０２０１５．６．８１５，６，１２论义答辩论文提交日期：日期；独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ祿注和致谢之处外，论文中不

2、包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：如ＩＩ年６月／义日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可ｙ■将学位论文的全部或部分内容编入有关數据库进行检索，并乗用影巧、缩印或扫描等复制手段保存、汇编抖供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位

3、论文在解密后适用本授权说明）学位论义作者签名：棘波削巾签名：签辦字日期：如少年６月／ｉ日签字日期；如矿年＾月Ｒ硕士学位论文计及绕组波过程的牵引变压器防雷研究ResearchofTractionTransformerLightningProtectionConsideringWaveProcess作者姓名：滕婕学科、专业：电力系统及其自动化学号：0212394指导教师：张友鹏教授完成日期：2015年4月18日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要随着电气化铁路牵引供电系统的快速发展，

4、其安全性能水平的提高应更加备受重视。牵引变电所是电气化铁道供电的电源，作用重大，其中牵引变压器作为所内最重要的设备，保障其绝缘安全及可靠运行是十分重要的。雷电过电压由于持续时间相对较长，且拥有较高的幅值、较大的陡度及较宽的频率范围，当侵入牵引变电所后会在变压器绕组上产生一个复杂的波过程，考虑到波过程造成的绕组发生过电压及振荡的现象，将会严重威胁到牵引变压器的绕组绝缘及安全稳定运行。论文为了全面分析雷电过电压引起的波过程对牵引变压器绕组绝缘的影响，结合时域和频域分析最终得到雷电波入侵变压器后绕组的绝缘薄弱环节。主要研究内容如下：首先，对牵引变电所及进

5、线段作为一个整体对其进行暂态分析，将所内电气设备均等效为其入口电容的形式，建立EMTP(ElectroMagneticTransientsProgram,电磁暂态仿真软件)模型，选择合适的雷击点，仿真计算当雷击变电所进线段杆塔时，变压器上产生过电压的幅值和陡度，分析了安装避雷器后对牵引变压器的保护效果。结果表明避雷器的安装无法降低雷电波侵入变压器的陡度，因此不能保证变压器绕组内部的绝缘安全，必须考虑雷电过电压入侵后绕组波过程产生的影响。其次，详细分析了考虑波过程后绕组上产生的极不均匀电位分布的情况。在时域内建立牵引变压器绕组的多导体传输线暂态模型，

6、推导基于FDTD(FiniteDifferenceTimeDomain,时域有限差分法)的电压电流迭代公式，同时由于FDTD迭代公式无法解决参数频变的问题，应用矢量匹配算法进一步得到考虑频变参数的FDTD电压电流迭代公式，计算可以得到绕组内部任意点在任意时刻的电压分布情况。最后，详细论述了由于陡波入侵会在绕组上产生高频谐振过电压的情况。为了确定雷电波冲击下变压器绕组内部发生谐振的匝数，通过在频域内建立单端入多端出端口模型来求解绕组每一匝的电压传递函数，并对其进行频谱分析找到谐振频率和最容易发生谐振的点。结果表明，考虑波过程引起的过电压和谐振的情况，

7、雷电波入侵牵引变压器绕组后，最可能威胁绕组绝缘安全的匝数为第一饼的第6到第8匝线圈，应对此部分进行重点保护，论文最后将时域和频域所得结果进行对比验证可说明文中所用方法的可行性及所得结果的正确性。关键词：牵引变压器；波过程；雷电过电压；时域有限差分；谐振论文类型：应用基础研究-I-计及绕组波过程的牵引变压器防雷研究AbstractWiththerapiddevelopmentofelectrifiedrailwaypowersystem,therequirementsofitssecurityperformancehavebeenbeinggradu

8、allyimproved.Asthemostimportantfacilityinsubstations,itisextr