基于谐波分析法的MOA在线监测数学模型的研究

摘要

氧化锌避雷器(MOA)是一种重要的过电压保护电器,由于它具有优越的非线性与保护性能而在电力系统中得到了广泛的应用.然而在长期的运行电压作用下,氧化锌避雷器的阀片会逐渐老化,或由于避雷器本身结构不良而受潮.两种故障都将导致避雷器泄漏电流的增加,严重时还会导致热崩溃,引发电力系统事故.阻性泄漏电流基波分量和高次谐波分量是反映阀片老化和受潮的两个故障特征量,但是由于相间干扰和系统中谐波电压(包括间谐波)两种干扰源的存在,使得测量结果不能反映避雷器真实的运行状况,因此必须建立考虑这两种干扰源在内的MOA在线监测模型.本文在综合前人成果的基础上,利用Matlab算法仿真验证了相间干扰和电压谐波对MOA阻性泄漏电流测量造成的影响.随着各种电力电子设备的广泛应用,间谐波的影响和危害不可忽视,经过理论仿真发现,少量的间谐波电压能对MOA泄漏电流的测量带来较大的误差.本文基于谐波分析法并结合相量分析法,建立了MOA三相基波、三次谐波和五次谐波电压、电流相量图,有效地消除了相间干扰和电压谐波(包括间谐波)的影响,并由此建立MOA在线监测的数学模型.通过该模型能计算出MOA不同运行时期的故障特征量——阻性泄漏电流基波分量和三次、五次谐波分量.最后,本文利用算例对模型进行了理论论证,通过模型计算的结果拟合出平均伏安特性曲线,与算例本身的平均伏安特性曲线相比较发现,该模型在理论上切实可行,可将之纳入网络化在线监测系统,它必将为促进MOA实施状态检修起到积极作用.

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文摘

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第一章概述

1.1建立MOA在线监测数学模型的意义

1.2目前研究的现状

1.3本文的主要研究工作

第二章MOA在线监测方法与故障特征量的研究

2.1氧化锌避雷器泄漏电流的在线监测方法

2.1.1三次谐波法

2.2.2补偿法

2.2.3基波法

2.2.4基于相量的谐波分析法

2.3 MOA的运行特性与故障特征量分析

2.4小结

第三章相间干扰和系统电压高次谐波、间谐波 对MOA监测结果的影响

3.1相间耦合电容电流的影响

3.2系统电压谐波对MOA阻性泄漏电流测量的影响

3.2.1奇次谐波的影响

3.2.2间谐波电压的影响仿真分析

3.3小结

第四章MOA在线监测数学模型的建立

4.1数学模型的建立

4.1.1理想条件下的在线监测数学模型

4.1.2电网电压无谐波下的数学模型

4.1.3电网电压有谐波下的数学模型

4.2小结

第五章模型的理论仿真与结果分析

5.1理论仿真情况

5.2结果与误差分析

5.3小结

第六章结论

参考文献

致谢