配电网的铁磁谐振机理和消谐措施的研究

论文摘要

铁磁谐振过电压是配电网中常出现的一种内部过电压。为了监测发电及变电站母线对地电压,通常在母线上接有电压互感器,电压互感器一次侧绕组多接成星形,中性点直接接地。此时电压互感器的励磁阻抗和系统的对地电容形成非线性谐振电路。由于回路参数及外界激发条件的不同,可能产生分频、工频或高频铁磁谐振。谐振时的过电压和过电流,严重影响了系统安全运行。因此充分认识铁磁谐振的机理,对铁磁谐振过电压模型进行仿真显得尤为重要。本文针对35kV和10kV系统,基于MATLAB仿真平台,建立了电磁式电压互感器模型和中性点不接地系统中35kV和10kV配电网的铁磁谐振模型。在仿真过程中,对MATLAB平台下的PT模块进行了模拟仿真实验,得到了良好的效果。讨论了仿真过程中的实际线路简化,及相关消谐措施。验证了4PT接线方式能良好的抑制铁磁谐振的发生。通过所做课题,对某电业局石桥铺站和新皂站出现的PT高压侧熔断器熔断进行了分析。针对由于铁磁谐振的低频谐振所引起的低频过饱和电流,提出了抑制铁磁谐振的方法,并且验证了4PT接线方式能良好的抑制过电流和过电压。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外现状分析
• 1.3 论文的主要工作
• 第2章 铁磁谐振机理
• 2.1 单相铁磁谐振过电压原理分析
• 2.2 三相铁磁谐振的基本原理
• 2.2.1 等值电路
• 2.2.2 电压互感器的非线性特性
• 2.2.3 铁磁谐振的特点
• 2.2.4 中性点位移电压
• 2.3 电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压
• 2.3.1 工频位移过电压
• 2.3.2 谐波谐振过电压
• 2.4 铁磁谐振的表现及危害
• 2.5 限制铁磁谐振过电压的措施
• 2.6 本章小结
• 第3章 仿真模型的建立
• 3.1 电磁式电压互感器（PT）模块
• 3.1.1 饱和变压器模型的建立
• 3.1.2 PT饱和特性参数的设定
• 3.1.3 仿真计算
• 3.2 电源模块
• 3.3 线路模块
• 3.4 本章小结
• 第4章 配电网的铁磁谐振仿真
• 4.1 实际系统的简化计算假定
• 4.2 配电线路分支简化的有效性分析
• 4.3 系统侧加小电容防止合空线谐振
• 4.4 系统侧PT中性点消谐措施讨论
• 4.4.1 PT高压侧接阻尼
• 4.4.2 4PT接线方式
• 4.5 改善PT伏安特性的影响
• 4.6 本章小结
• 第5章 配电网消谐实例分析
• 5.1 事故概况
• 5.2 运行经验
• 5.3 初步原因分析
• 5.4 石桥铺站的PT熔断器熔断分析
• 5.4.1 PT饱和特性参数的设定
• 5.4.2 线路参数的确定
• 5.4.3 石桥铺站仿真模型的建立
• 4.4.4 PT开口三角侧接消谐器
• 5.4.5 抑制石桥铺站PT高压熔断器熔断的措施
• 5.4.6 石桥铺站的整改措施
• 5.5 新皂站PT爆炸原因分析与仿真
• 5.5.1 仿真参数计算
• 5.5.2 PT爆炸原因分析
• 5.5.3 各种情况下的仿真
• 5.5.4 抑制措施
• 5.5.5 新皂站的整改措施
• 5.6 整改方案分析——4PT方案
• 5.7 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文