新型快速可调消弧线圈接地系统研究

摘要

论文详细分析了配电网消弧线圈接地系统的现状后,提出了一种新型快速可调消弧线圈接地系统和接地选线保护方法,以解决现有的消弧线圈不能快速调节和接地选线保护方法不可靠的主要问题,论文从理论分析、仿真建模分析、挂网运行试验等方面对所提出的系统和方法进行了验证.论文的主要成果如下:论文提出的消弧线圈接地系统采用相控方式实现其电感量的快速调节,从理论上分析了这种调节方式存在的电流谐波问题,详细讨论了其产生的电流谐波与消弧线圈调节范围的关系,在此基础上提出了分段调节的方式.论文首次将SABER仿真软件引入到消弧线圈设计中,其中所采用的磁路模型、线圈模型不仅能描述消弧线圈的电气特征,还能反映消弧线圈铁心和线圈的空间几何结构、使用材料参数等物理特征.利用消弧线圈的快速调节功能,本论文提出了一种新的控制方法,该方法去掉了现有消弧线圈接地系统为抑制中性点位移过电压而设置的并联或串联电阻,根除了电阻带来的诸多问题.利用新型快速可调消弧线圈的控制特点,论文提出并实现了一种新型的单相接地故障选线保护的方法—基于零序电流变化量的选线保护原理,可以达到很高的准确性和可靠性,比较理想地解决了现有消弧线圈接地系统难以实现接地故障选线保护这个老大难问题.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1消弧线圈补偿接地系统现状

1.1.1离线式消弧线圈补偿接地系统

1.1.2在线调节式消弧线圈补偿接地系统

1.1.3现有在线调节式消弧线圈的调谐控制方式的特点

1.2快速调节方法和实现的可行性

1.3本论文的主要工作和意义

2新型快速可调消弧线圈理论分析与设计

2.1两绕组变压器式可调消弧线圈的主要特性及电流谐波分析

2.1.1两绕组变压器式消弧线圈的结构

2.1.2两绕组变压器式消弧线圈原理图

2.1.3消弧线圈电感量的连续变化和对晶闸管的耐压要求

2.1.4两绕组变压器式消弧线圈电流谐波分析

2.2三绕组消弧线圈设计及其电流谐波分析

2.2.1三绕组消弧线圈的结构

2.2.2三绕组消弧线圈的调节策略

2.2.3调节绕组L2的连续性证明

2.2.4绕组L2的电感值和对晶闸管T2的耐压要求

2.2.5当T1导通，T2触发控制角δ2变化时，电流谐波分析

2.2.6当T1导通，T2触发控制角δ2变化时，电流谐波仿真分析

2.3两柱两绕组消弧线圈设计

2.3.1铁心的SABER模型

2.3.2绕组的SABER模型

2.3.3其它器件的SABER模型

2.3.4两柱两绕组消弧线圈设计实例

2.4消弧线圈运行情况

2.5本章小结

3控制策略及中性点位移过电压抑制方法

3.1消弧线圈补偿接地系统及电压矢量图

3.2中性点位移过电压的抑制方法

3.3配电网单相接地故障判据

3.4接地故障消失后的控制方法

3.5配电网正常运行时对地电容的检测

3.6本章小结

4单相接地故障智能选线方法

4.1配电网结构

4.2中性点不接地系统单相接地故障的特点

4.3消弧线圈补偿接地系统单相接地故障的特点

4.4现有接地选线保护方法的综合分析

4.5基于新型快速可调消弧线圈的接地故障选线保护方法

4.5.1变电站简介及仿真模型建立

4.5.2仿真计算结果及仿真波形

4.5.3仿真实验结论

4.6新型快速调节消弧线圈补偿接地系统故障选线方法理论证明

4.6.1单相接地时，各条线路零序电流表达式

4.6.2调节消弧线圈电感量时，各条线路零序电流的变化量

4.7新型快速可调消弧线圈接地系统接地故障选线原理的挂网验证

4.8反应于零序电流动态变化量的接地选线保护判据

4.9本章小结

5消弧线圈补偿接地系统计算机控制系统设计

5.1工业控制计算机控制系统硬件构成

5.2 PIC微控制器为核心的从控制系统

5.3控制系统软件流程图

5.4现有控制系统运行中发现的问题以及解决方案

5.5本章小结

6结论

致谢

参考文献

功读博士学位期间出版的著作和发表的论文

附录

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