矿区供电网消谐电阻引起压变测量问题研究
发布时间：2022-01-16 03:11
电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是中性点不接地矿区供电网中常见威胁矿区供电网安全运行的异常现象。常用在电磁式互感器的中性点接入消谐电阻的方式进行铁磁谐振的消除。但电磁式互感器中性点加入消谐电阻后,造成互感器电压测量误差增大,测得的电压中3次谐波严重放大。为此,对电磁式互感器中性点加入消谐电阻后引起的电压测量误差和3次谐波放大原理进行研究,并提出具有高精度电压测量并兼顾消谐的互感器组实用接线方案。首先在对非线性电感特性总结的基础上,对互感器模型、各类铁磁谐振的机理特点进行总结。在此基础上,提出了一种通过测得的电压、电流及功率有效值,递推得到非线性电阻瞬时v-i特性的方法,并建立了其仿真模型。提出了互感器消谐电阻的接入引起测量误差的原理。在以上工作基础上,搭建了中性点接入非线性电阻后,用于电磁式互感器测量误差分析的仿真模型,并采用典型互感器参数,以一个典型的矿区供电网为例,对互感器中性点接入非线性电阻后,互感器的测量误差情况,分多种场景进行了仿真,总结了互感器产生测量误差的规律。依据谐振原理和消谐电阻引起的测量误差情况,提出了一种无原理误差的互感器接线方案,给出其中的接地互感器参数要求...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正弦波磁通产生尖顶波励磁电流当三相互感器的高压侧接成Y0型连接时，中性点直接接地，当给其加上对称三相正弦波电压时，其工作特性和单相互感器没有区别，这时在二次侧能测得正弦电压
2谐振的机理和抑制方法研究132谐振机理和抑制方法研究矿区供电网中铁磁谐振过电压是常见的过电压现象，特别是在中性点不接地矿区供电网中，铁磁谐振更容易发生。一般情况下，引发矿区供电网铁磁谐振的核心元件为电磁式电压互感器。在矿区供电网中发生单相接地、单相或两相断线、以及重合闸、雷雨季雷击等外界刺激干扰时，由于电磁式电压互感器的铁芯具有饱和特性，在外界刺激下会使得互感器电感参数与系统中的电容参数相匹配从而触发铁磁谐振。根据谐振的频率类型可分为基频、分频以及高频谐振。本章首先给出铁芯电感的非线性特性，在此基础上对矿区供电网受到外界刺激时，由电磁式电压互感器和系统的容性效应所引发的铁磁谐振过电压的机理进行总结。最后给出谐振的抑制方法，并进行讨论。2.1铁芯电感的非线性特性在矿山供电网中，变电站正常工作时，电磁式互感器工作在正常参数范围内，铁芯处于不饱和状态，如果矿区供电网发生扰动，可能使铁芯电感进入到饱和状态，此时铁芯的瞬时电感值与励磁电流的大小有关，动态电感值随着励磁电流的增加而减校图2-1铁芯线圈示意图图2-1为一个铁芯线圈的示意图，铁芯磁链和所加载电压u的关系为：dudt(2-1)其中，电压、磁通取关联参考方向，磁通和电流符合右手定则。=N(2-2)=f(i)(2-3)式中，N为线圈的匝数，为铁芯的磁通，i为流过线圈的电流。(2-3)式表示磁通为电流的函数，(2-2)式表示磁通和磁链之间相差一个匝数。因此，
西安科技大学硕士学位论文14磁链和磁通的变化规律一致。由(2-1)式知道，当电压按照正弦规律变化时，磁链也按正弦规律变化，电压和磁通之间的初相位不同。图2-2为不考虑磁滞特性的非线性电感磁通与电流的关系图。上部左侧坐标下曲线表示电感的磁通变化情况，即磁通随时间的变化为正弦规律；图上部右侧坐标下的曲线表示磁通随励磁电流的变化情况；图形下部坐标下曲线表示当给非线性电感加载正弦磁通时，流过互感器电流和时间的关系曲线。从磁通随电流变化曲线上可以看出，当电流值较小时，磁通和电流之间近似成正比关系，此时静态电感的值保持不变，但当电流增大到一定程度时，磁通随电流的变化趋于减缓。图2-2铁芯电感的非线性特性互感器的铁芯为电工钢片，为典型的软性铁磁材料。铁磁材料的磁化，是由于它内部存在很小的磁畴，无外磁场时，这些磁畴处于无序排列状态，其对外不显磁性，若将铁磁材料放在外磁场中，磁畴的轴线和外部磁场的方向将逐渐趋一致，由此形成一个附加磁场，叠加于外磁场，使合成磁场大大加强，而非铁磁材料无此附加磁场，在同样条件下，所激励的磁场要小的多。磁场强度H为仅取决于所加路径和所加外部激励，即外部磁势的量，外部磁势取决于线圈所通过的电流，磁通密度B是度量磁场能力的量。磁场密度B和磁场强度H的关系通过磁导率关联。非铁磁材料的磁通密度B和磁场强度H之间呈直线关系，其斜率就是真空磁导率0μ。铁磁材料增大磁场强度H时，材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]4PT防铁磁谐振的措施中二次开口角短接时易出现烧毁的原因分析[J]. 袁韬,何艳坤,孙瑛,李淑兰,沙玉洲. 变压器. 2019(05)
[2]配电网铁磁谐振及消谐策略研究[J]. 谭洪林,彭志炜,毛雅茹,李登瑞. 电测与仪表. 2019(14)
[3]电磁式电压互感器励磁特性对铁磁混沌电路的影响分析[J]. 王东东,田铭兴,张慧英. 中国电力. 2019(05)
[4]电磁式电压互感器铁磁谐振抑制方法分析[J]. 戴钦来,苏文宇,周洪刚,熊华维. 电工技术. 2017(08)
[5]10kV配电网铁磁谐振抑制措施的仿真研究[J]. 王盛阳,徐军元,周浩. 能源工程. 2016(04)
[6]10～35kV电磁式电压互感器相电压不平衡分析[J]. 孙德轩,彭延涛,刘占戈,李昌原. 华北电力技术. 2016(03)
[7]小电流接地系统电压互感器铁磁谐振过电压与抑制措施仿真分析[J]. 魏菊芳,唐庆华,王飞,陈沛然,颛孙旭,卞星明. 电网与清洁能源. 2015(12)
[8]基于零序电压柔性控制的配电网铁磁谐振抑制方法[J]. 曾祥君,杨先贵,王文,范必双. 中国电机工程学报. 2015(07)
[9]铁磁谐振过电压柔性控制的试验研究[J]. 杨鸣,司马文霞,段盼,杨庆,袁涛,张耘溢. 高电压技术. 2015(02)
[10]不同脉冲电流作用下氧化锌压敏电阻伏安特性分析[J]. 徐乐,杨仲江,柴建,张枨,赵军. 电瓷避雷器. 2013(04)
本文编号：3591820
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正弦波磁通产生尖顶波励磁电流当三相互感器的高压侧接成Y0型连接时，中性点直接接地，当给其加上对称三相正弦波电压时，其工作特性和单相互感器没有区别，这时在二次侧能测得正弦电压
2谐振的机理和抑制方法研究132谐振机理和抑制方法研究矿区供电网中铁磁谐振过电压是常见的过电压现象，特别是在中性点不接地矿区供电网中，铁磁谐振更容易发生。一般情况下，引发矿区供电网铁磁谐振的核心元件为电磁式电压互感器。在矿区供电网中发生单相接地、单相或两相断线、以及重合闸、雷雨季雷击等外界刺激干扰时，由于电磁式电压互感器的铁芯具有饱和特性，在外界刺激下会使得互感器电感参数与系统中的电容参数相匹配从而触发铁磁谐振。根据谐振的频率类型可分为基频、分频以及高频谐振。本章首先给出铁芯电感的非线性特性，在此基础上对矿区供电网受到外界刺激时，由电磁式电压互感器和系统的容性效应所引发的铁磁谐振过电压的机理进行总结。最后给出谐振的抑制方法，并进行讨论。2.1铁芯电感的非线性特性在矿山供电网中，变电站正常工作时，电磁式互感器工作在正常参数范围内，铁芯处于不饱和状态，如果矿区供电网发生扰动，可能使铁芯电感进入到饱和状态，此时铁芯的瞬时电感值与励磁电流的大小有关，动态电感值随着励磁电流的增加而减校图2-1铁芯线圈示意图图2-1为一个铁芯线圈的示意图，铁芯磁链和所加载电压u的关系为：dudt(2-1)其中，电压、磁通取关联参考方向，磁通和电流符合右手定则。=N(2-2)=f(i)(2-3)式中，N为线圈的匝数，为铁芯的磁通，i为流过线圈的电流。(2-3)式表示磁通为电流的函数，(2-2)式表示磁通和磁链之间相差一个匝数。因此，
西安科技大学硕士学位论文14磁链和磁通的变化规律一致。由(2-1)式知道，当电压按照正弦规律变化时，磁链也按正弦规律变化，电压和磁通之间的初相位不同。图2-2为不考虑磁滞特性的非线性电感磁通与电流的关系图。上部左侧坐标下曲线表示电感的磁通变化情况，即磁通随时间的变化为正弦规律；图上部右侧坐标下的曲线表示磁通随励磁电流的变化情况；图形下部坐标下曲线表示当给非线性电感加载正弦磁通时，流过互感器电流和时间的关系曲线。从磁通随电流变化曲线上可以看出，当电流值较小时，磁通和电流之间近似成正比关系，此时静态电感的值保持不变，但当电流增大到一定程度时，磁通随电流的变化趋于减缓。图2-2铁芯电感的非线性特性互感器的铁芯为电工钢片，为典型的软性铁磁材料。铁磁材料的磁化，是由于它内部存在很小的磁畴，无外磁场时，这些磁畴处于无序排列状态，其对外不显磁性，若将铁磁材料放在外磁场中，磁畴的轴线和外部磁场的方向将逐渐趋一致，由此形成一个附加磁场，叠加于外磁场，使合成磁场大大加强，而非铁磁材料无此附加磁场，在同样条件下，所激励的磁场要小的多。磁场强度H为仅取决于所加路径和所加外部激励，即外部磁势的量，外部磁势取决于线圈所通过的电流，磁通密度B是度量磁场能力的量。磁场密度B和磁场强度H的关系通过磁导率关联。非铁磁材料的磁通密度B和磁场强度H之间呈直线关系，其斜率就是真空磁导率0μ。铁磁材料增大磁场强度H时，材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]4PT防铁磁谐振的措施中二次开口角短接时易出现烧毁的原因分析[J]. 袁韬,何艳坤,孙瑛,李淑兰,沙玉洲. 变压器. 2019(05)
[2]配电网铁磁谐振及消谐策略研究[J]. 谭洪林,彭志炜,毛雅茹,李登瑞. 电测与仪表. 2019(14)
[3]电磁式电压互感器励磁特性对铁磁混沌电路的影响分析[J]. 王东东,田铭兴,张慧英. 中国电力. 2019(05)
[4]电磁式电压互感器铁磁谐振抑制方法分析[J]. 戴钦来,苏文宇,周洪刚,熊华维. 电工技术. 2017(08)
[5]10kV配电网铁磁谐振抑制措施的仿真研究[J]. 王盛阳,徐军元,周浩. 能源工程. 2016(04)
[6]10～35kV电磁式电压互感器相电压不平衡分析[J]. 孙德轩,彭延涛,刘占戈,李昌原. 华北电力技术. 2016(03)
[7]小电流接地系统电压互感器铁磁谐振过电压与抑制措施仿真分析[J]. 魏菊芳,唐庆华,王飞,陈沛然,颛孙旭,卞星明. 电网与清洁能源. 2015(12)
[8]基于零序电压柔性控制的配电网铁磁谐振抑制方法[J]. 曾祥君,杨先贵,王文,范必双. 中国电机工程学报. 2015(07)
[9]铁磁谐振过电压柔性控制的试验研究[J]. 杨鸣,司马文霞,段盼,杨庆,袁涛,张耘溢. 高电压技术. 2015(02)
[10]不同脉冲电流作用下氧化锌压敏电阻伏安特性分析[J]. 徐乐,杨仲江,柴建,张枨,赵军. 电瓷避雷器. 2013(04)
本文编号：3591820
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