快速可连续调节消弧线圈谐振接地系统的研究

论文题目: 快速可连续调节消弧线圈谐振接地系统的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电气工程

作者: 江渝

导师: 冉立

关键词: 消弧线圈,谐振状态辨识,经电阻接地,选线保护

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文详细分析了消弧线圈接地系统的现状，指出目前中性点经消弧线圈接地系统存在的主要问题，说明快速可连续调节消弧线圈能够更好地满足配电系统运行需要的原因。但是目前存在的快速可连续调节消弧线圈的谐波问题限制了消弧线圈的应用范围，因此开发快速、可连续调节同时产生较小谐波的消弧线圈为扩大消弧线圈系统的应用具有重要的意义。消弧线圈接地系统故障谐振状态的在线监测是一直没有解决的问题。目前存在的自动调谐技术一般都是根据系统正常运行时的对地电容值作为消弧线圈的调谐依据，但是这种方式存在明显的缺陷，如果系统在接地故障期间运行方式变化，目前的自动调谐技术无法使系统重新进入谐振状态。如何有效地判断系统接地故障后运行方式的变化以及如何有效地测量与之对应的对地电容是目前没有解决的问题。故障选线问题是消弧线圈系统的老大难问题，经过多年的研究，金属性接地故障或经小电阻接地故障的故障选线问题有了较好的解决方案，但是经大电阻接地故障的选线问题是目前没有解决的问题。有效、准确地判断系统的接地故障是消弧线圈系统有效工作的前提条件，目前所采用的接地故障判据过于简单，容易出现错判，引起系统过电压，危及系统的安全运行。本论文针对上述问题作了相关研究，并取得如下成果：提出采用逆变方式控制变压器式消弧线圈副边绕组电流的幅值和相位实现消弧线圈电感的快速、连续调节。本论文从理论上分析这种消弧线圈存在的可能性以及变压器作为消弧线圈工作的条件，分析了消弧线圈副边绕组电流的控制策略和电流型PWM控制的实现方法。针对变压器式消弧线圈的特点，建立了能够表征涡流效应的铁心模型、建立了能够表征集肤效应的线圈模型，在此基础上建立了能够表征高频特性的消弧线圈模型。通过理论分析和仿真实验证明，这种新型的变压器式消弧线圈具有较宽的调节范围，较快的调节速度，电感量可连续调节，同时产生较小的谐波。消弧线圈产生的谐波与其调节范围无关。通过分析单相接地故障的特点，分析故障线路负序电流分量和接地点故障电流的关系，提出一种新型的单相接地故障谐振判据。配电系统在接地状态下如果故障线路的负序电流分量为最小时，配电系统就处于谐振状态。该判据无须测量系统的对地电容，它不受系统运行方式变化的影响，与传统方式相比，可以减小消弧线圈的调节次数。如果系统在接地故障期间运行方式发生改变，本论文提出

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 配电系统中性点非有效接地方式的发展

1.2 消弧线圈补偿接地系统的特点

1.3 消弧线圈补偿接地系统的现状

1.3.1 在线调节消弧线圈

1.3.2 现有在线调节消弧线圈调谐控制方式的特点

1.4 本论文的主要工作和意义

2 变压器式消弧线圈的研究

2.1 现有快速可连续调节消弧线圈的分析

2.2 变压器式消弧线圈的分析

2.2.1 消弧线圈的工作原理

2.2.2 消弧线圈的SABER仿真模型

2.3 变压器式消弧线圈的仿真分析

2.4 本章小结

3 消弧线圈接地系统的自动调谐

3.1 消弧线圈接地系统的工作原理

3.2 消弧线圈接地系统自动调谐技术的现状

3.3 配电系统单相接地故障的分析

3.4 消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的调谐方法

3.4.1 单相接地故障线路负序和零序电流分量的特点

3.4.2 单相接地故障的谐振判据

3.5 单相接地故障时新型调谐判据的仿真分析和实验模拟

3.5.1 传统调谐方法的仿真

3.5.2 新型调谐控制方法的仿真分析和验证

3.5.3 新型调谐方法的动模试验

3.6 本章小结

4 中性点经可调节消弧线圈接地系统单相接地故障选线

4.1 小电流接地系统单相接地故障的特点

4.1.1 中性点不接地系统单相接地故障的特点

4.1.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的特点

4.2 现有接地选线保护方法的综合分析

4.3 基于快速调节消弧线圈接地系统故障选线

4.3.1 基于快速调节消弧线圈接地系统故障选线原理

4.3.2 新型故障选线原理的仿真验证

4.3.3 新型故障选线原理的实际验证

4.4 本章小结

5 消弧线圈系统的控制策略

5.1 配电系统接地故障状态的辨识

5.1.1 系统非接地状态下中性点的电压

5.1.2 系统非接地状态时发生谐振的特征

5.1.3 系统非接地谐振状态的仿真验证

5.2 接地故障电流的估算

5.3 消弧线圈系统的控制策略

5.4 本章小结

6 结论和展望

致谢

参考文献

附录

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-06

参考文献

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