电力变压器频域介电谱特性仿真模型的对比研究

王丽¹，董明¹，王健一²，李金忠²，林鹏³

1. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室2. 中国电力科学研究院3. 中国西电集团有限公司

摘 要：基于50 k V单相双绕组实际变压器的结构和尺寸,构建了用于变压器频域介电谱(FDS)仿真的改进型有限元模型和集总参数电路模型,并将两者的仿真结果与传统有限元模型仿真结果进行对比,分析了变压器绕组及高压绕组与变压器壁间结构对变压器FDS结果的影响。结果表明:传统的变压器仿真模型仅考虑了高低压绕组间的油纸绝缘结构,以此法评估变压器的绝缘状态会产生较大误差。变压器高压绕组与变压器壁间结构使变压器复介电常数实部在全频段内稍有降低;虚部在低频段内稍微增大,在中高频段内呈现降低趋势。这可由绝缘油与油浸纸板的FDS特性差异来解释。由于绕组自身存在电阻和电感,且相邻两饼绕组间存在电导和电容,考虑绕组影响后变压器的复介电常数实部和虚部均呈现降低趋势。最后通过试验初步验证了所得结论的正确性。

关键词：电力变压器;频域介电谱;传统有限元模型;改进型有限元模型;集总参数电路模型;