变压器中性点直流偏磁的抑制

论文摘要

随着我国“西电东送,南北互供,全国联网”的电力发展总方针,远距离大功率的输电将广泛采用直流输电方式,但采用直流输电技术后会对常规电网以及常规电网中的输电设备产生了一定不利影响,比如变压器中性点直流偏磁现象的影响。这一现象的不利影响表现为励磁电流的有效值,高次谐波成份以及相应的损耗增加,铁芯高度饱和会引起的漏磁通增加,以及由此引发的局部过热、绝缘老化等问题。而本课题研究的主要是抑制由大地直流电流引起的直流偏磁,而产生大地直流电流的方式有两种,其一是由大地磁暴引起的电网中的低频环流(与50Hz的工频电流相比相当于直流电),主要是东西走向的电网。其二是直流输电方式中的单极运行方式,即以大地作为回路的一种运行方式。对应于大地直流电流引起的直流偏磁的抑制方法有3种:中性点串电阻、中性点串电容、直流电位补偿法。3种方法都有自身的优缺点,前两种方法要考虑自身电阻电容的耐压、耐高温等因素和变电站继电保护参数等安全运行因素,这两种方法比较适用于中小容量的变压器。而直流电位补偿法无需考虑其他别的因素,可以直接挂接使用,但需要消耗大量电能,适合用于较大容量的变压器。应某变电站的需求,本文根据直流偏磁产生的机理,以及对其抑制方法的一种——直流电位补偿法,设计并制作了一种直流补偿电源来抑制变压器中性点的直流偏磁,该补偿电源可以将中性线直流电流维持在一个变压器允许的范围内,同时该电源的控制系统可以检测并显示出当前中性线直流电流的大小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外对于变压器直流偏磁抑制的研究
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 本课题主要工作
• 1.4 课题研究过程中的关键问题
• 第二章 直流偏磁及其抑制
• 2.1 直流偏磁原理
• 2.1.1 直流偏磁产生机理
• 2.1.2 产生原因
• 2.1.3 危害
• 2.1.4 抑制措施
• 2.2 直流电位补偿法原理
• 2.2.1 直流电位补偿法原理简述
• 2.2.2 正，负电位补偿法
• 2.3 本章小结
• 第三章 补偿电源系统的设计
• 3.1 补偿电源设计要求
• 3.2 补偿电源系统设计
• 3.2.1 补偿电源拓扑结构的选取
• 3.2.2 控制器的简介
• 3.2.3 补偿电源的设计
• 3.3 补偿电源主电路的设计
• 3.4 补偿电源的控制和检测电路的设计
• 3.5 软件控制思想
• 3.6 本章小结
• 第四章 补偿电源硬件设计
• 4.1 主电路参数选择依据
• 4.2 主电路及其驱动的选择
• 4.2.1 整流桥的选择
• 4.2.2 缓冲电路电路的设计
• 4.2.3 滤波电容的设计
• 4.2.4 能耗电路的设计
• 4.2.5 斩波桥的设计
• 4.2.6 IGBT 缓冲电路的设计
• 4.2.7 双向接触器的参数
• 4.3 主电路驱动简介
• 4.3.1 驱动芯片简介
• 4.3.2 电平转换设计
• 4.3.3 驱动芯片外围电路设计
• 4.4 检测电路简介
• 4.4.1 中性线直流电流检测电路设计
• 4.4.2 中性线过电流保护
• 4.5 印刷电路板的抗干扰设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 补偿电源测试实验
• 5.1 实验系统图
• 5.1.1 实验接线图
• 5.1.2 实物图
• 5.2 实验结果图
• 5.3 实验分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢