配电变压器零负序电流全容性抑制方法及实验研究

摘要

随着国民经济与生产技术的迅速发展，电力系统中负荷情况日趋多样化与复杂化，交流电网中出现了大量的不平衡负荷，配电变压器普遍处于三相不平衡的运行状态，本文针对三相不平衡引起的零负序电流危害，基于静止无功补偿技术，提出了配电变压器零负序电流全容性抑制方法，研制了零负序电流全容性动态治理实验装置，采用多步优化的方式，通过无功补偿，实现了零负序电流的有效抑制，同时提高了功率因数及降低了配电变压器损耗，达到了提高配电变压器运行安全与稳定的目的。本文主要研究工作如下：
　　1)基于零负序电流抑制的基本原理及常规方法，考虑电感安装的不利影响及严重过补偿的危害，分析了无功补偿对零负序电流、功率因数及附加损耗的治理效果，提出了一种配电变压器零负序电流全容性抑制优化方法，构建了配电变压器零负序电流抑制仿真模型，利用实际运行数据进行仿真分析，验证了零负序电流抑制优化方法的可行性。
　　2)基于零负序电流全容性抑制优化方法，考虑现场运行环境，研制了配电变压器零负序电流全容性动态治理实验装置，该装置具备了电量数据采集与显示、无功补偿量计算、电容自动投切、数据无线通信等功能，达到了动态治理的目的。
　　3)利用MpLab软件编写了补偿控制单元程序，主要包括数据获取与保护判断子程序，零负序电流抑制算法子程序，GPRS通信子程序；利用 VC++2010和MySQL5.0软件，开发了配电变压器零负序电流治理监测软件，实现了配电变压器与实验装置的在线监测，该软件具备良好的用户界面，便于工作人员操作。
　　4)通过实验室模拟实验，证明了理想环境下全容性抑制优化方法的有效性及实验装置的稳定性。通过现场挂网实验，证明了复杂多变的实际环境下全容性动态治理实验装置能够根据实时负荷情况计算无功补偿量，自动投切补偿电容，有效抑制了零负序电流，提高了功率因数，降低了变压器损耗，达到了减小零负序电流对配电变压器危害的目的。

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目录

1绪 论

1.1课题背景与意义

1.2无功补偿技术国内外研究现状

1.3零负序电流抑制方法的研究

1.4 论文主要研究工作

2配电变压器零负序电流全容性抑制方法研究

2.1静止无功补偿技术的基本原理

2.2零负序电流抑制常规方法推导

2.3零负序电流全容性抑制优化方法

2.4零负序电流全容性抑制优化方法仿真分析

2.5本章小结

3 配电变压器零负序电流全容性动态治理实验装置硬件设计

3.1装置总体设计方案及功能概述

3.2电量采集单元设计

3.3补偿控制单元

3.4补偿电容柜的设计

3.5动态治理实验装置结构设计

3.6本章小结

4 配电变压器零负序电流全容性动态治理实验装置软件设计

4.1补偿控制单元程序设计

4.2监测软件设计

4.3本章小结

5实验与数据分析

5.1实验室实验与分析

5.2 挂网实验与分析

5.3本章小结

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B. 发明专利