配电变压器雷击建模与仿真分析

发布时间：2017-09-29 20:38

  本文关键词：配电变压器雷击建模与仿真分析

  更多相关文章： 雷击 配电变压器 PSCAD/EMTDC MATLAB 氧化锌避雷器 雷击过电压 北门Ⅰ线

【摘要】：配电网是现代电网的重要组成部分,是保证用户供电可靠性和供电质量的关键环节。据统计,目前用户停电95%以上是由配电系统原因引起的,电网有一半的损耗也发生在配电网。其中,1OkV配电网络由于网状的网络结构复杂、绝缘水平较低,不但直击雷能造成雷害事故,且感应雷也能造成较大的危害。配电变压器作为配电网的末端设备,与用户直接相连,并且由于数量众多,易受到雷击的侵扰。因此,配电变压器的防雷保护对保障用户的安全用电具有十分重要的意义。论文所做的主要工作如下：建立了适用于雷击情况的配电变压器宽频等效模型。该模型既包括能反映过电压在低频时电压变比传递关系的电感,又包括能反映过电压在高频时的电容耦合传递关系的杂散电容,还含有表示损耗的电阻。论文利用计算推导等方法对这些参数进行了提取,并利用仿真软件验证了该模型的正确性。雷击故障一般分为直击雷和感应雷,本文为了模拟直击雷,建立了雷电流模型；为了模拟感应雷过电压,提出了利用受控电流源来建立雷电压的方法。基于配电变压器宽频等效模型,利用PSCAD/EMTDC和MATLAB对配电变压器遭受直击雷和感应雷的情况分别进行了仿真,得到其两端的电压波形,做出了时域和频域的分析；通过分析配电变压器内部过电压,找到了配电变压器绝缘薄弱的位置。针对配电变压器仅高压侧装设氧化锌避雷器和高、低压侧均装设氧化锌避雷器的不同工况,分别仿真分析了配电变压器遭受雷击时两侧过电压和内部过电压的情况。最后,以济宁市北门I线典型配电网络为目标进行雷击故障综合仿真分析。主要分析了不同类型雷击状态下配电变压器两端和内部过电压波形,并记录了38个监测点的过电压峰值：通过比对不同雷击情况下各个点的过电压幅值,找到了系统的危险点,并提出了相应的预警措施。
【关键词】：雷击 配电变压器 PSCAD/EMTDC MATLAB 氧化锌避雷器 雷击过电压 北门Ⅰ线
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM421
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究目的及意义11-12
• 1.2 研究现状12-16
• 1.2.1 雷击下配电变压器模型的研究12-15
• 1.2.2 防雷措施的研究15-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-18
• 第二章 适应雷击分析的配电变压器模型建立18-29
• 2.1 模型建立18-19
• 2.2 参数计算19-26
• 2.2.1 电感电阻参数的计算20-21
• 2.2.2 电容参数的计算21-25
• 2.2.3 参数计算举例25-26
• 2.3 仿真验证26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 雷击情况下配电变压器仿真分析29-43
• 3.1 雷电波模型的建立29-31
• 3.1.1 雷电流模型29-31
• 3.1.2 雷电压模型31
• 3.2 雷击配电变压器仿真分析31-42
• 3.2.1 直击雷电流一相进波31-36
• 3.2.2 感应雷三相过电压进波36-40
• 3.2.3 配电变压器内部过电压仿真分析40-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 氧化锌避雷器对配电变压器防雷效果分析43-55
• 4.1 氧化锌避雷器防雷保护的基本原理43-44
• 4.2 氧化锌避雷器模型44-45
• 4.2.1 IEEE氧化锌避雷器等效模型44-45
• 4.2.2 Pinceti氧化锌避雷器等效模型45
• 4.2.3 Femadez-Diaz氧化锌避雷器等效模型45
• 4.3 氧化锌避雷器对配电变压器的保护效果45-54
• 4.3.1 直击雷一相进波45-49
• 4.3.2 感应雷过电压三相进波49-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 典型配电网雷击故障仿真分析55-63
• 5.1 直击雷一相进波55-58
• 5.1.1 配电变压器高压侧雷击仿真分析55-56
• 5.1.2 配电变压器低压侧雷击仿真分析56-58
• 5.2 雷电感应过电压三相进波58-61
• 5.2.1 配电变压器高压侧雷击仿真分析58-59
• 5.2.2 配电变压器低压侧雷击仿真分析59-61
• 5.3 雷击过电压预警61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间发表的学术论文70-71
• 攻读学位期间参加的科研工作71-72
• 附录一 北门Ⅰ线接线图和仿真模型72-74
• 附录二 潘家楼处配电变压器雷击时北门Ⅰ线38个监测点过电压标么值统计表74-83
• 学位论文评阅及答辩情况表83

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本文编号：944145