基于K值法的单相四柱式特高压变压器的GIC-Q损耗计算

摘要

掌握GIC侵害变压器衍生的无功（简称GIC-Q）扰动是分析变压器GIC直流偏磁的影响和制定地磁暴电网灾害防御策略的依据。针对1000kV特高压电网采用的单相四柱式的特高压变压器，从工程防灾的角度，本文提出研究基于灾害的特高压主体变的GIC-Q扰动，研究内容和主要结论如下:
　　(1)针对我国自行设计制造的单相四柱式特高压变压器的铁芯结构、绕组布置以及调压补偿变的结构与特性，分析了单相四柱式变压器GIC-Q损耗的形成机理、物理机制以及影响因素。结果表明，在准直流GIC的作用下特高压变压器会发生半波饱和，励磁电流畸变，无功损耗增加。且无功损耗增加的程度与变压器的铁芯结构、运行电压等级、动态电感、漏磁阻等因素有关。
　　(2)根据特高压变压器的结构参数和铁芯参数，建立了1000kV单相四柱式特高压主体变的磁路-电路耦合模型，研究了变压器的励磁特性和无功损耗。结果表明，随GIC的不断增大，主体变半波饱和的程度在不断加深，励磁电流的畸变程度不断增大，各次谐波的增大速率各不相同，结合无功功率计算方法，得到主体变的GIC-Q损耗与GIC近似呈线性变化，确定了单相四柱式主体变的比例系数K值为2.44，并对比计算出误差满足工程计算的要求。
　　(3)比较分析了不同型号变压器的GIC无功损耗。结果表明，在一定范围内，随着GIC的增大，1000kV单相四柱式特高压主体变的GIC无功损耗增大的速率较普通的变压器大。在相同GIC大小下，单相四柱式特高压主体变的GIC-Q损耗较普通单相变压器大。因此，特高压电网遭受的地磁暴的侵害，更易产生较大的GIC-Q波动，是地磁暴灾害防御研究的重点。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本论文所做的工作

第2章 变压器GIC无功损耗的机理

2．1 变压器的磁化特性

2．2 变压器的GIC无功损耗机理

2．2．1 变压器GIC无功增大原理

2．2．2 影响GIC无功增大的因素

2．3 变压器无功损耗计算的理论

2．4 本章小结

第3章 变压器GIC无功损耗的模型

3．1 基于J-A理论的磁滞模型

3．2 场-路耦合模型

3．2．1 磁场模型计算动态电感

3．2．2 电路模型求解励磁电流

3．2．3 场-路耦合计算

3．3．1 电路模型

3．3．2 磁路模型

3．3．3 磁-电路耦合求解

3．4 一阶微分方程组的迭代计算方法

3．5 本章小结

第4章 变压器GIC无功损耗工程算法

4．1．1 U-I曲线的获取

4．1．2 Ψ-i曲线的获取

4．2 基于GIC-K值的无功算法

4．3 两种工程算法的比较

4．4 本章小结

第5章 单相四柱式变压器GIC-Q算例

5．1 变压器结构与接线

5．2 变压器的磁电路模型

5．2．1 主体变的磁电路模型

5．2．2 调压补偿变的磁电路模型

5．3 变压器的励磁电流及其特性

5．3．1 主体变的励磁特性

5．3．2 调压补偿变的励磁特性

5．4 变压器的GIC-Q损耗

5．4．1 主体变GIC-Q损耗

5．4．2 调压补偿变GIC-Q损耗

5．4．3 不同型号变压器的GIC-Q损耗

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢