电缆连接变压器选相投切技术研究

摘要

电力变压器是最常用的变压设备，变压器的使用数量也在不断的增加，其操作次数也逐年增加。空载变压器的分闸和合闸操作都伴随很多的暂态过程，暂态过程对电网的安全运行都带来很大的影响。空载变压器在分闸过程中会出现截流过电压。在合闸过程中，由于铁芯磁通饱和的缘故，在变压器中会出现幅值较大的励磁涌流。为避免不利的影响，运用选相开合技术可以有效的抑制励磁涌流。
　　文中分析了变压器分闸时截流过电压的产生原理。在ATP/EMTP中建立变压器的分闸模型，仿真结果表明在电压峰值时分闸可有效的减小截流过电压的幅值。研究表明变压器分闸过电压在有电缆连接的情况下会发生变化，由于电缆的电容效应，连接的电缆长度越长截流过电压越小。
　　本文在研究变压器励磁涌流产生原理和选相合闸技术原理的基础上，通过仿真软件ATP建立变压器的空载合闸模型。对单相不同合闸角度产生的励磁涌流及谐波含量都进行了对比。文中分析了三相变压器在不同剩磁情况下运用不同选相合闸策略的原理。经过对三种合闸策略的仿真，结果表明选用选相策略可有效的抑制励磁涌流。在此之上研究在不同长度电缆连接变压器时，电缆对选相合闸的影响。在仿真平台上验证了运用选相位角合闸技术抑制励磁涌流的效果。对保护电力变压器，保证其在电力系统中的稳定运行起到了十分重要的作用。
　　本文最后介绍了基于DSP的选相控制系统的设计，该系统用于实现在不同剩磁情况下选用不同合闸策略对变压器进行合闸操作。该系统具有采集电网电压和电流、实现FIR滤波功能、提取参考信号的零点及控制放电电容的电压等功能。该控制系统可实现选相开关技术的精度要求。并运用此控制器对变压器进行了空载的试验，试验结果证实了该控制器的实用性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 概述

1．2 选相开关技术

1．3 课题研究的意义

1．4 本文研究的主要内容

2 空载变压器暂态过程研究

2．1 截流过电压

2．1．1 截流过电压产生原理

2．1．2 截流过电压仿真

2．2 励磁涌流的产生机理及其危害

2．2．1 铁芯磁通研究

2．2．2 励磁涌流产生原理

2．2．3 励磁涌流的影响因素及抑制方法

2．3 总结

3 空载变压器选相控制原理与策略

3．1 选相技术的意义

3．2 选相开关技术的基本原理

3．3 变压器铁芯剩磁

3．4 空载变压器的选相控制策略

3．4．1 单相变压器选相合闸策略

3．4．2 三相变压器选相合闸策略

3．5 本章总结

4 选相投入空载变压器的仿真

4．1 ATP／EMTP简介

4．2 ATP／EMTP仿真模型建立

4．3 单相变压器选相合闸分析

4．4 三相变压器选相合闸分析

4．5 总结

5 选相控制系统设计及其实验

5．1 系统总体设计及要求

5．2 硬件设计

5．2．1 DSP最小系统设计

5．2．2 信号采样电路

5．2．3 放电电容电压测量电路

5．2．4 电压零点提取电路

5．3 软件设计

5．4 选相分合闸实验

5．5 总结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢