330kV牵引供电系统用电流互感器暂态冲击电压研究

发布时间：2020-05-25 20:18

【摘要】：近年来我国电气化铁路技术快速发展,高铁因其速度和舒适性优势,逐渐成为人们日常生活客运、货运的首选交通工具。同时我国铁路“四横四纵”的建成,对我国经济的发展,尤其是对西部地区的发展以及经济的提升,有着重要的意义。提高对电气化铁路的供电系统安全有效供电要求,是保证电气化铁路的安全可靠运行的基础。安装于电气化铁路供电系统的油浸倒立式电流互感器,具有保护和检测作用,其安全可靠运行,关系到牵引供电系统供电的安全可靠性。大多数高压电流互感器的损坏和故障都是由于绝缘损坏造成的。绝缘材料的状态密切关系到绝缘的电气寿命。电流互感器中油纸绝缘的材料特性受到其工作环境的湿度、温度、绝缘系统的不同结构、单个介质的化学组成等多种因素影响。而绝缘材料特性的改变会影响绝缘的介质损耗因数和复介电常数。研究表明:水分含量、温度和外施电场频率对绝缘材料的介电参数的影响最大,也决定了绝缘材料的绝缘特性。用于牵引供电系统的电流互感器,不仅受其复杂的外部气候环境影响,电气化铁路牵引负荷会运行会引起电网产生电压波动,产生谐波谐振问题,使电网存在严重的谐波污染。根据调查研究显示,电流互感器主要故障原因是主绝缘击穿。因此研究复杂环境下对电流互感器绝缘材料的影响,以及电气化铁路在运行过程中对电流互感器产生的暂态电压冲击尤为重要。为研究复杂条件下对电流互感器绝缘材料性能的影响,文中对多种绝缘材料进行不同温度(-50℃~180℃)、不同湿度(10%)、不同电压冲击次数、不同频率(0.01Hz~10MHz)的介电参数测量实验。并对油浸倒立式电流互感器所工作的牵引供电系统进行负荷建模,研究电气化铁路运行对电流互感器产生的暂态电压冲击。电流互感器及其所在牵引供电系统建模采用理论分析与数值仿真相结合的方法。根据牵引供电系统各组成部分的工作原理建立电流互感器—牵引网—动车组基于simulink仿真的数值模型。对牵引供电系统牵引网进行降阶处理后建立等效电路模型,借助电工理论、均匀传输线理论,分析供电系统中影响电流互感器受到暂态电压冲击的因素,并通过仿真进行验证。对动车组过分相过程进行分析,建立过分相过程仿真模型,并对仿真结果进行分析。
【图文】：

皱纹纸,油浸,虚部,介质损耗角

d 湿度 2.2%不同温度下的电导率.2%不同温度下油浸德国半导体皱纹纸介电常数实部和虚部、介质nd imaginary dielectric constants, dielectric loss angle and conductivityan semiconductor wrinkle paper at 2.2% humidity and different tempe以看出在不同温度下，，油浸德国半导电纸介电参数不同。为 102Hz 之前随着频率的增大而减小，并且高温度的介电电常数实部值；在 102Hz~104Hz 之间所有温度的复介电常稍微增大，其中温度低的最小值频率低，并且最小值小于高常数实部不再随着频率的变化而变化。不同温度下的相对增大而降低，高温度下的虚部值大于低温度下的虚部值。为 102Hz 之前随着随频率的增大而增大，低温度情况下大02Hz~104Hz 之间，所有温度下的介质损耗角正切值逐渐增峰值，并且峰值小于高温度下的峰值；在 104Hz 之后随着频率的增大逐渐减小，此时高温下的值大于低温下的值。在所测量的频率范围内，高温度的值都大于低温度的值，

皱纹纸,油浸,介质损耗角,电导率

d 湿度 2.2%不同温度下的电导率 2.2%不同温度下油浸克罗地亚皱纹纸介电常数实部和虚部、介质损nd imaginary dielectric constants, dielectric loss angle and conductivityCroatian wrinkle paper at different temperatures with humidity of 2.2%地亚皱纹纸而言，从图中可以看出在 10-2Hz~102Hz 之间相增大而降低，且受温度影响明显，温度越高，相对介电常数z~106Hz 之间相对介电常数值受频率及温度的变化影响之间相对介电常数受温度影响较小，主要随频率的曾的而降质损耗角正切值在频率 105Hz~10-2Hz 之间，温度越高受频下，受温度影响较小，电导率随频率的增大而增大；在之间温度越高，电导率越高，但随频率的影响不明显；在频率律与低温情况相同。度和频率的变化对绝缘材料介电参数的影响，实验测量油下，测量不同湿度下的介电参数如图 2.8 所示：
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM452;U223.6

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