用于电网GIC影响分析的变压器模型研究

摘要

地磁感应电流(GIC)通过中性点入侵变压器时,会使额定工作状态的变压器铁芯偏磁饱和,励磁电流畸变,产生大量谐波。为了分析GIC作用下的变压器工况,本文结合描述铁芯励磁特性的JA理论和UMEC理论,对铁芯损耗进行适当取舍,建立了用于GIC问题分析的变压器JA理论模型。该模型在Matlab中用S函数进行模块化,并对关键的铁芯磁化曲线定制部分编制了可视化界面;然后对模型的仿真计算稳定性进行了适当的分析。本文对Matlab和PSCAD中变压器饱和模型进行了详细的研究,对比所建立的JA理论模型,分析了各自在GIC问题研究中的优缺点。最后对2006年与2004年GIC入侵西北750kV电网中永登750kV主变压器的实例进行分析，验证了JA理论模型的正确性。

目录

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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 用于GIC研究的变压器模型建立

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 变压器磁路模型处理方法

2.4.1 UMEC理论

2.4.2 单相变压器磁路分析

2.5 仿真模型建立与分析

2.5.1 程序计算流程

2.5.2 模型仿真分析

2.6 本章小结

第三章 变压器JA模型参数和稳定性研究

3.1 铁芯模型参数调整

3.1.1 参数对JA磁滞曲线的影响

3.1.2 实际铁磁材料曲线模拟

3.2 模型算法稳定性分析

3.2.1 JA铁芯模型计算准确性与稳定性

3.2.2 变压器模型计算稳定性

3.3 用于GIC计算的稳定性验证

3.4 本章小结

第四章 与Matlab,PSCAD模型对比研究

4.1 Matlab中变压器饱和模型研究

4.2 基于Matlab变压器饱和模型的GIC计算

4.3 基于PSCAD变压器饱和模型的GIC计算

4.3.1 铁芯饱和特性

4.3.2 GIC情况仿真

4.4 与JA理论模型的对比分析

4.5 本章小结

第五章 在西北750kV电网GIC问题分析中的应用

5.1 金昌-永登GIC问题分析模型建立

5.1.1 变压器建模

5.1.2 仿真电路

5.2 GIC问题的仿真分析

5.5 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

附录1 2010年西北陕甘青宁750kV电网接线示意图

附录2 西北750kV电网各元件参数

在学期间发表论文和参加科研情况