用于电网GIC分析的大型变压器暂态模型

摘要

大型变压器在地磁感应电流及直流工程单极运行入地电流的作用下,铁心会产生直流偏磁饱和,同时引发变压器励磁电流畸变、无功功率消耗增加及噪声、振动等次生现象的发生。为了精确地分析GIC作用下,大型变压器铁心偏磁饱和及各种电气量在暂态过程中的变化情况,本文采用JA理论,结合变压器等效电磁模型及UMEC等效电路模型,在MATLAB环境下采用S函数搭建了用于GIC分析的大型变压器暂态模型。通过对500kV变压器在不同合闸初相角及剩磁状态下空载合闸时的励磁涌流与变压器正常状态下的励磁电流的仿真分析,验证了该模型的正确性.最后参照2004年磁暴强度,对西北电网750kV变压器在GIC作用下励磁电流的畸变、无功功率的消耗及差动保护经受差动保护的程度作了针对性的分析,并采用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对所建模型的分析结果给出了正确性验证。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文主要工作

第二章 基于JA理论的变压器铁心模型原理

2.1 引述

2.2 基于JA理论的铁芯模型

2.3 变压器损耗问题解决方法

2.4 JA模型5个参数的选择

第三章 不同类型变压器电磁模型的建立方法

3.1 单相双绕组变压器的电磁模型

3.2 双绕组自耦变压器模型

3.3 三绕组自耦变压器模型

3.4 基于UMEC理论的变压器模型

3.4.1 单相变压器UMEC模型

3.4.2 三相变压器UNEC模型

3.5 本章小结

第四章 基于NATLAB环境的变压器仿真模型

4.1 励磁电感模型的建立

4.2 变压器直流偏磁的仿真流程

4.3 模型验证

4.4 本章小结

第五章 仿真模型算例及结果分析

5.1 750KV自耦变结构

5.2 GIC作用下750KV自耦变铁芯励磁特性

5.2.1 正常运行时750kV自耦变励磁电流波形

5.2.2 GIC作用下750kV自耦变励磁电流波形

5.2.3 GIC作用下750kV自耦变磁场变化趋势

5.3 GIC对750KV自耦变无功功率的影响

5.4 GIC对750KV自耦变差动保护的影响

5.5 基于PSCAD软件的JA理论结果验证

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录

750 KV单相自耦变压器技术参数

在学期间发表论文和参加科研情况