控制合闸电压幅值的变压器空载合闸励磁涌流抑制方案研究

发布时间：2019-02-18 09:48

【摘要】：励磁涌流过大会引起保护误动作,减少变压器的使用寿命,产生大量谐波,影响电气设备正常运行等一系列问题。励磁涌流的抑制一直是变压器保护的关键问题之一,虽然励磁涌流的识别和抑制已经有很多较为成熟的理论和实际应用,但这些方法或多或少的都存在不足之处。因此从励磁涌流产生的原理入手,从根本上抑制励磁涌流产生的方案具有理论和实际意义。本文在借鉴和总结前人研究工作的基础上,针对变压器空载合闸过程中产生的励磁涌流,提出了一种控制合闸电压的变压器励磁涌流抑制方案。首先在分析变压器励磁涌流的影响因素和推导励磁涌流与各影响因素之间数学关系的基础上,提出了一种合闸电压幅值控制的变压器励磁涌流抑制方案,该方案在变压器和系统电源之间增加一个合闸电压控制电路,通过选择适当的合闸电压幅值控制曲线,对合闸电压的幅值进行控制,确保变压器空载合闸过程中产生的磁通不超过饱和磁通。当变压器合闸电压接近系统电源电压时切除合闸电压控制电路,改由系统电源直接供电,使变压器平稳进入正常运行状态。从而达到抑制空载合闸励磁涌流的目的。然后根据磁通不等式约束与暂态磁通分量衰减规律给出了电压幅值控制函数,并推导了电压幅值控制函数中初值与变化斜率两个参数的取值范围与特殊值。采用PSCAD/EMTDC软件分别对单相和三相变压器不同状态下的空载合闸过程进行了仿真,并对磁通、励磁涌流、差动电流等参数进行了对比分析,仿真结果表明通过控制合闸电压的幅值可以达到控制励磁电流大小的目的,能够将励磁涌流控制在数值较小的范围内,从而较好的克服励磁涌流的影响。最后分析了三相变压器在外部故障与正常运行情况下各个时刻断开三相后的剩磁与分闸角关系,归纳了剩磁的极值与特殊值的分布情况,将剩磁情况分为三类。针对每一类中最恶劣的剩磁和合闸角初始情况,搭建了仿真电路进行了不同状况下的空载合闸仿真,验证了本文电压幅值方案适用任何剩磁与合闸角情况。在上文电压幅值控制方案的基础上,以克服剩磁估算不准确和计算繁琐为目的,设计了一种可以应对所有剩磁情况的新的电压幅值控制方案。新方案提出了合闸过程中磁通不能超过饱和磁通和结束电压幅值控制方案时磁通需要达到规定阈值两个条件,经过理论分析和搭建仿真模型验证了新方案的有效性和优越性。
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【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM41

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本文编号：2425735