配电网铁磁谐振抑制措施的研究与分析

论文摘要

在中性点不接地的配电网中,经常会发生由电磁式电压互感器饱和引起的铁磁谐振与超低频振荡现象,严重影响着系统的安全运行。本文分析了铁磁谐振产生的机理、谐振发生的条件,利用物理模拟实验得出谐振发生的规律;对铁磁谐振电路建立了数学模型,分别用解析法和数值仿真法对单相和三相铁磁谐振电路进行了分析。本文对目前最常用的两种消谐措施（PT中性点加装非线性电阻或防谐振PT）进行了详细地分析,对防谐振PT进行了改进,提出了一种全新的消谐措施-消谐电抗器消谐。论文分别采用了分段线性化、向量图解法、补偿原理法对各消谐措施进行了数学计算与分析,从理论上证明各个方案的可行性。最后,利用ATP仿真程序对上述的几种消谐措施进行了仿真计算,对各种消谐措施进行了综合比较分析,并对其存在的不足提出了有效地解决措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究与提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要内容
• 第二章 铁磁谐振原理分析
• 2.1 谐振现象及其分类
• 2.2 铁磁谐振现象产生机理分析
• 2.2.1 单相铁磁谐振电路原理及铁磁谐振特有性质的分析
• 2.2.2.1 单相铁磁谐振电路分析
• 2.2.2.2 铁磁谐振电路的特有性质
• 2.2.2.3 铁磁谐振电路中电阻R对系统的影响
• 2.2.2 三相PT回路产生铁磁谐振的机理分析
• 2.3 铁磁谐振物理模拟试验及其试验结果分析
• 2.3.1 10kV电网物理模拟试验系统
• 2.3.2 铁磁谐振的激发条件
• 2.3.3 铁磁谐振判断依据
• 2.3.4 试验数据及其结果分析
• 2.4 小结
• 第三章 铁磁谐振电路的数学模型与计算方法
• 3.1 电感元件磁化特性的表示方法
• 3.1.1 在正弦电压源激励下非线性储能元件的有效值伏安特性
• 3.1.2 本论文采用的实际磁化特性曲线
• 3.2 利用近似解析法对单相铁磁谐振电路的数学模型进行分析
• 3.3 利用数值仿真算法对三相铁磁谐振电路的数学模型进行分析
• 3.3.1 数值仿真方法
• 3.3.2 系统正常时的数学模型以及模型的初值计算
• 3.3.3 系统单相接地故障消除时的数学模型与模型的初值计算
• 3.3.4 仿真计算及其结果分析
• 3.4 小结
• 第四章 配电网铁磁谐振抑制措施的计算与分析
• 4.1 PT中性点经非线性电阻接地消谐
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 非线性电阻的数学处理方法
• 4.1.3 非线性电阻带来的问题及解决措施
• 4.2 防谐振PT对谐振的抑制
• 4.2.1 防谐振PT接线原理
• 4.2.2 防谐振PT的过电压抑制地计算与分析
• 4.2.3 防谐振PT接线方式带来的问题及注意事项
• 4.2.4 防谐振PT在现场的运行情况
• 4.3 防谐振PT的改进—二次侧闭口三角形接电阻
• 4.3.1 该方案的提出
• 4.3.2 该方案的数学分析与计算
• 4.4 系统中性点接消谐电抗器消谐
• 4.4.1 该方案的提出
• 4.4.2 消谐电抗器原理分析
• 4.4.3 系统单相接地故障消除时消谐电抗器消谐原理的数学分析
• 4.4.4 消谐电抗器的参数设计及现场运行情况
• 4.5 小结
• 第五章 铁磁谐振抑制措施的暂态仿真计算
• 5.1 ATP软件概述
• 5.2 ATP仿真模型的建立
• 5.3 各种消谐措施机理的仿真计算
• 5.3.1 PT中性点接非线性电阻消谐
• 5.3.2 防谐振PT消谐
• 5.3.3 防谐振PT闭口三角形接电阻消谐
• 5.3.4 系统中性点接消谐电抗器消谐
• 5.4 各种消谐措施的综合比较
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况