電力變壓器線圈內暫態電壓計算

《電力變壓器線圈內暫態電壓計算》是科學出版社出版圖書。

基本介紹

• 中文名：電力變壓器線圈內暫態電壓計算
• 出版時間：2021年2月1日
• 出版社：科學出版社
• 頁數：256 頁
• ISBN：9787030679598
• 類別：電學教材
• 開本：32 開
• 裝幀：精裝
• 中文名：電力變壓器線圈內暫態電壓計算

內容簡介

本書系統闡述電力變壓器等線圈類電力設備內部暫態過程的原理與分析，以及計算機仿真的建模和計算方法。全書共5章。第1章介紹線圈內暫態電壓產生的機理及其物理解釋；第2章介紹線圈的自然頻率分布及頻響特性；第3章介紹線圈類裝置的分布參數和集總參數的電路建模，闡述白盒子、黑盒子和灰盒子模型的特點、建模方法及用途；第4章介紹線圈等值電路參數的電磁場計算模型及適用範圍；第5章介紹線圈等值電路時域與頻域方程的建立及求解方法，並重點介紹大型電力變壓器雷電衝擊電壓分布、特快速暫態電壓分布的仿真計算和計算用暫態衝擊電壓波形的模擬等實例。

目錄

序

前言

第1章 線圈內暫態電壓產生的機理 1

1.1 概述 1

1.2 線圈暫態過程與直線傳輸線波過程的區別 4

1.3 起始電壓分布和最終電壓分布 10

1.4 線圈結構與縱向等值電容 14

1.5 線圈的自然頻率與暫態過程 19

1.5.1 動態電路(系統)的諧振與固有頻率 19

1.5.2 動態電路(系統)的自然頻率與暫態回響 20

1.5.3 線圈的自然頻率與暫態回響 23

1.6 線圈的局部電磁振盪 24

參考文獻 35

第2章 線圈的頻率回響特性 37

2.1 概述 37

2.2 線圈系統的網路函式 38

2.3 線圈系統策動點函式的零極點與自然頻率 40

2.4 通過實測線圈系統的網路函式獲得自然頻率分布 44

2.5 線圈系統自然頻率回響因子 52

2.6 線圈系統的振型 57

參考文獻 64

第3章 線圈類裝置的電路建模 65

3.1 概述 65

3.2 線圈類裝置的分布參數電路模型 67

3.3 線圈類裝置的集總參數電路模型 72

3.4 集總參數電路模型適用頻率的分析 76

3.5 一種改進的集總參數電路模型 80

3.6 幾種混合建模的白盒子模型 88

3.7 頻域分段的混合模型 96

3.8 線圈類裝置的黑盒子模型及連線埠模型簡介 100

3.9 線圈類裝置的灰盒子模型簡介 105

參考文獻 112

第4章 線圈等值電路參數的計算 114

4.1 概述 114

4.2 大型空心線圈電感參數的計算 116

4.2.1 自感係數的計算 117

4.2.2 互感係數的計算 121

4.3 忽略鐵軛影響的鐵心線圈電感的計算 125

4.4 考慮鐵軛影響的鐵心線圈電感的計算 131

4.5 適合高頻暫態仿真的線圈電感的計算 137

4.5.1 甚高頻條件下矩形截面圓線圈電感計算的近似公式 137

4.5.2 由電容矩陣獲得電感係數矩陣 137

4.5.3 由磁阻矩陣獲得電感係數矩陣 139

4.6 漏磁場與考慮鐵心特性的磁路相結合的計算模型 141

4.7 線圈幾何電容的計算 143

4.7.1 複合絕緣介質等效介電常數的計算 143

4.7.2 近似規則電極幾何電容的計算 144

4.7.3 繞組間電容可採用多導體靜電場模型計算 144

4.7.4 繞組對油箱的電容可採用邊界元方法計算 148

4.8 線圈縱向等值電容的計算 150

4.8.1 雷電衝擊條件下線圈縱向等值電容的計算 151

4.8.2 特快速暫態衝擊條件下線圈縱向等值電容的計算 157

4.8.3 基於入端阻抗等效的頻變入口電容的計算 159

4.9 線圈系統損耗參數或衰減特性的確定 161

4.9.1 線圈導體損耗電阻的估算 161

4.9.2 絕緣介質損耗的估算 168

4.9.3 線圈頻率依賴衰減因子的確定方法 172

參考文獻 173

第5章 線圈等值電路方程求解方法 176

5.1 概述 176

5.2 多傳輸線電路方程 177

5.3 集總參數電路方程 179

5.3.1 忽略損耗電阻的節點電壓方程 180

5.3.2 考慮損耗電阻的狀態方程 181

5.4 多傳輸線方程的相模變換解法 184

5.5 集總參數電路方程的求解方法 190

5.5.1 基於廣義特徵值問題的方法 190

5.5.2 基於一般特徵值問題的方法 191

5.5.3 數值法求解二階微分方程 193

5.5.4 集總參數電路方程求解方法的選擇 195

5.6 電力變壓器雷電衝擊電壓分布的計算 196

5.6.1 雷電衝擊電壓波形及頻譜 196

5.6.2 線圈剖分單元 198

5.6.3 電路參數計算模型的選擇 199

5.6.4 節點電壓方程的形成 200

5.6.5 計算全波衝擊電壓分布初始條件的確定與方程解 202

5.6.6 計算截波衝擊電壓分布初始條件的確定與方程解 205

5.6.7 實例計算與驗證 207

5.7 電力變壓器特快速暫態電壓分布的計算 210

5.7.1 電路模型的選擇 210

5.7.2 電路參數的計算與電路方程形成 211

5.7.3 施加在變壓器線端的特快速暫態電壓波形 213

5.7.4 方程求解方法 216

5.8 考慮鐵磁非線性特性時線圈內暫態電壓計算 218

5.8.1 考慮鐵磁非線性特性的線圈等值電路模型 219

5.8.2 鐵心非線性勵磁特性的建模 220

5.8.3 單支路和多支路非線性磁路有效增量磁導的計算 225

5.8.4 計算實例 228

5.9 計算用暫態衝擊電壓波形的模擬 229

5.9.1 雷電衝擊電壓波形的模擬 229

5.9.2 操作波衝擊電壓波形的模擬 233

5.9.3 特快速暫態衝擊電壓波形的模擬 234

參考文獻 241