配电网铁磁谐振分析与治理措施研究

摘要

目前，在电力系统配电网中，谐振现象非常普遍。由于谐振时会产生过电压，给电网安全造成了极大的威胁，如不采取有效消除措施，可能会造成设备损坏，甚至还会诱发更为严重的电力系统事故。 电力网络的正常运行，是电力发展的基础保障。从近几年的电网状况来看，运行情况不容乐观。在众多故障中，以电力系统过电压造成的危害，较为突出。所谓电力系统过电压是指，由于故障、开关操作等原因，使系统内电磁能量的传递所造成的电压升高。过电压有操作过电压和暂时过电压两种表现形式，暂时过电压分为工频过电压和谐振过电压。在电力系统中包含有如变压器、电压互感器的电感元件，也有如补偿电容器、导线对地及相间的电容元件，在开关操作或发生故障时，这些电感和电容元件参数可能匹配，在外加电源作用下产生谐振现象，引起谐振过电压。谐振过电压一旦形成，就会造成电气设备损坏和大面积的停电事故，对供电可靠性提出了严重的考验。由于谐振过电压持续时间比较长，因此，在选择保护措施方面，有一定的困难。特别是对电压等级为35KV及以下的配电网，此类问题比较突出。 谐振过电压有线性谐振、铁磁谐振、参数谐振三种方式的过电压，在电压等级为35KV及以下的配电网系统运行过程中，铁磁谐振过电压造成的危害比较突出。本文重点剖析了此类谐振，深度分析了谐振产生的机理，描述了发生铁磁谐振的特点，总结了发生铁磁谐振的条件。以诸城电网10KV系统为原型，对于其发生的两起谐振过电压故障，断线引起的铁磁谐振和单相接地短路故障消失后引起的铁磁谐振进行了分析，并用matlab软件进行了仿真。从仿真结果可以看出，过电压幅值是系统最高运行电压幅值的数倍。 消除铁磁谐振应从改变系统参数和消耗系统谐振能量两方面采取措施，本文对常用的消谐措施进行了总结，并分析了各自的优缺点和实用性。对这两起谐振过电压，分别采取了相应的措施。结果表明，处理断线引起的铁磁谐振过电压的过程中，选用了两种消谐方式进行分析，即TV高压侧中性点加装一次消谐器和串接电压互感器，从仿真结果中可以看出，电压互感器高压侧加装一次消谐器要优于TV高压侧中性点串接单相电压互感器，为了巩固一次消谐器的效果，在TV开口三角侧加装二次消谐装置，将用户处的TV一次侧全部改为不接地运行方式;处理单相接地短路故障消失后引起的铁磁谐振过程中，选用了两种消谐方式进行分析，即系统中性点经消弧线圈接地和电压互感器开口三角绕组加阻尼电阻，从仿真结果中可以看出，系统中性点经消弧线圈接地要优于电压互感器开口三角绕组加阻尼电阻，为了能实时监测、预防此类谐振过电压的发生，最终选用了自动跟踪补偿装置。 实施这些措施后，提高了供电的安全可靠性，保障了电能的良好质量，保证了电力系统运行的经济性，更好地诠释了“你用电·我用心”的服务理念，为电力系统的安全稳定运行奠定了坚实的基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 历史和现状

1．3 研究方法

1．4 本文的研究内容及主要工作

第2章 铁磁谐振产生的基本机理分析

2．1 谐振的基本原理

2．2 铁磁谐振产生的条件

2．3 小结

第3章 诸城电网谐振情况分析

3．1 实例分析

3．1．1 断线引起的铁磁谐振过电压

3．1．2 单相接地短路故障消失后引起的铁磁谐振过电压

3．2 小结

第4章 配电网铁磁谐振治理措施

4．1 消除谐振的措施

4．2 治理诸城电网谐振的具体措施

4．2．1 断线铁磁谐振的抑制措施

4．2．2 单相接地短路引起铁磁谐振的抑制措施

4．3 小结

第5章 总结和展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢