配电网的铁磁谐振机理和消谐措施的研究

摘要

铁磁谐振过电压是配电网中常出现的一种内部过电压。为了监测发电及变电站母线对地电压，通常在母线上接有电压互感器，电压互感器一次侧绕组多接成星形，中性点直接接地。此时电压互感器的励磁阻抗和系统的对地电容形成非线性谐振电路。由于回路参数及外界激发条件的不同，可能产生分频、工频或高频铁磁谐振。谐振时的过电压和过电流，严重影响了系统安全运行。因此充分认识铁磁谐振的机理，对铁磁谐振过电压模型进行仿真显得尤为重要。
　　 本文针对35kV和10kV系统，基于MATLAB仿真平台，建立了电磁式电压互感器模型和中性点不接地系统中35kV和10kV配电网的铁磁谐振模型。
　　 在仿真过程中，对MATLAB平台下的PT模块进行了模拟仿真实验，得到了良好的效果。讨论了仿真过程中的实际线路简化，及相关消谐措施。验证了4PT接线方式能良好的抑制铁磁谐振的发生。
　　 通过所做课题，对某电业局石桥铺站和新皂站出现的PT高压侧熔断器熔断进行了分析。针对由于铁磁谐振的低频谐振所引起的低频过饱和电流，提出了抑制铁磁谐振的方法，并且验证了4PT接线方式能良好的抑制过电流和过电压。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外现状分析

1.3论文的主要工作

第2章 铁磁谐振机理

2.1单相铁磁谐振过电压原理分析

2.2三相铁磁谐振的基本原理

2.2.1等值电路

2.2.2电压互感器的非线性特性

2.2.3铁磁谐振的特点

2.2.4中性点位移电压

2.3电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压

2.3.1工频位移过电压

2.3.2谐波谐振过电压

2.4铁磁谐振的表现及危害

2.5限制铁磁谐振过电压的措施

2.6本章小结

第3章 仿真模型的建立

3.1电磁式电压互感器(PT)模块

3.1.1饱和变压器模型的建立

3.1.2 PT饱和特性参数的设定

3.1.3仿真计算

3.2电源模块

3.3线路模块

3.4本章小结

第4章 配电网的铁磁谐振仿真

4.1实际系统的简化计算假定

4.2配电线路分支简化的有效性分析

4.3系统侧加小电容防止合空线谐振

4.4系统侧PT中性点消谐措施讨论

4.4.1 PT高压侧接阻尼

4.4.2 4PT接线方式

4.5改善PT伏安特性的影响

4.6本章小结

第5章 配电网消谐实例分析

5.1事故概况

5.2运行经验

5.3初步原因分析

5.4石桥铺站的PT熔断器熔断分析

5.4.1 PT饱和特性参数的设定

5.4.2线路参数的确定

5.4.3石桥铺站仿真模型的建立

4.4.4 PT开口三角侧接消谐器

5.4.5抑制石桥铺站PT高压熔断器熔断的措施

5.5.6石桥铺站的整改措施

5.5新皂站PT爆炸原因分析与仿真

5.5.1仿真参数计算

5.5.2 PT爆炸原因分析

5.4.3各种情况下的仿真

5.4.3抑制措施

5.5新皂站的整改措施

5.6整改方案分析—4PT方案

5.7本章小结

总结

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文