CVT铁磁谐振特性及其抑制方法研究

发布时间：2017-11-03 06:10

  本文关键词：CVT铁磁谐振特性及其抑制方法研究

  更多相关文章： CVT 铁磁谐振 中间变压器 阻尼器 避雷器 磁滞回线 泄漏电流容性分量

【摘要】：近年来,随着电网电压等级的升高,电容式电压互感器(CVT)在电网中得到了广泛的应用。在一定条件下,CVT本身会发生铁磁谐振,这会对CVT产生严重危害。因此研究CVT铁磁谐振特性及其抑制方法十分重要。早期的CVT铁磁谐振特性及其抑制方法研究主要集中于理论和试验研究。随着计算机技术和电磁暂态计算软件的发展,目前CVT的仿真研究最为普遍和高效,但是大部分仿真研究都是基于简化的CVT等效电路模型,或只考虑了中间变压器和速饱和电抗型阻尼器的静态磁饱和特性,没有考虑磁滞效应、辅助消谐设备氧化锌避雷器(MOA)的泄漏电流容性分量。为了最真实地反映CVT铁磁谐振特性,本文考虑了中间变压器和速饱和电抗型阻尼器磁滞效应以及避雷器泄漏电流容性分量等因素,改进了CVT电路仿真模型,同时通过CVT铁磁谐振试验,验证了电路仿真模型的准确性。利用仿真模型,本文对CVT铁磁谐振特性进行了一系列的仿真研究。在磁滞效应、避雷器泄漏电流容性分量对CVT铁磁谐振特性的影响的仿真研究中发现:磁滞效应对CVT铁磁谐振有重要影响,会使过电压和短路电流更高,使铁磁谐振条件更为恶劣,但磁滞损耗有利于抑制铁磁谐振;考虑避雷器泄漏电流容性分量时,二次侧短路引起的铁磁谐振,短路电流在峰值前后的波形上会有一段纹波电流,与试验波形完全吻合,合理地解释了试验中电流含有纹波的现象。对CVT铁磁谐振诱发因素以及不同工作电压下所诱发的铁磁谐振特性的仿真研究表明:一次侧短路后又恢复不会引起铁磁谐振,而一次侧合闸和上电、二次侧短路后又恢复供电会引起强烈的铁磁谐振;随着工作电压的降低,CVT铁磁谐振的分次谐波数也随之升高,1.2倍过电压下一般为1/3分频谐振,0.8倍电压下为1/4分频谐振。对于目前普遍采用的MOA配合速饱和电抗型阻尼器抑制铁磁谐振的方法,本文也进行了仿真和试验研究,结果表明:并非理论计算范围内的任何阻尼电阻值都能满足阻尼铁磁谐振的需求,而是存在一个最佳值或范围;在实际生产设计过程中,可以先通过理论计算出阻尼电阻的大致范围,再通过仿真研究缩小该范围,最后再通过试验确定最佳电阻值。对中间变压器和速饱和电抗型阻尼器铁心磁密的选择的仿真研究表明:提高中间变压器的磁密有利于抑制铁磁谐振,降低速饱和电抗器的磁密有利于抑制铁磁谐振。提高中间变压器铁心磁密能够降低同一过电压下铁心的饱和深度,提高分次谐波数,降低谐振能量;降低阻尼器铁心磁密能使阻尼器快速进入饱和段,提供阻尼功率。但为了保持精度并起到快速阻尼的作用,一般取1.2倍过电压下的磁密为0.9倍的饱和磁密。本文的工作,补充和完善了考虑中间变压器、速饱和电抗型阻尼器磁滞效应、避雷器泄漏电流容性分量的CVT模型及该模型下的CVT铁磁谐振特性。对速饱和电抗型阻尼器阻值的选择方法进行了改进,研究成果有利于缩短CVT产品设计周期,节约成本。
【关键词】：CVT 铁磁谐振 中间变压器 阻尼器 避雷器 磁滞回线 泄漏电流容性分量
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM864
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 研究CVT铁磁谐振的目的和意义10-12
• 1.2 CVT铁磁谐振特性及其抑制方法国内外研究现状12-16
• 1.3 CVT研究方法及本文研究内容16-19
• 2 CVT工作原理和电路模型及铁磁谐振原理19-32
• 2.1 CVT基本结构及其工作原理19-22
• 2.2 CVT铁磁谐振电路模型22-23
• 2.3 避雷器模型和考虑磁滞效应的非线性电感元件模型23-29
• 2.4 CVT铁磁谐振原理29-32
• 2.5 本章小结32
• 3 CVT铁磁谐振特性仿真研究32-51
• 3.1 仿真工具ATP-EMTP32-34
• 3.2 建立CVT铁磁谐振仿真模型34-40
• 3.3 非线性电感元件磁滞效应对CVT铁磁谐振的影响40-45
• 3.4 氧化锌避雷器泄漏电流容性分量对CVT铁磁谐振的影响45-47
• 3.5 CVT铁磁谐振诱发因素47-50
• 3.6 本章小结50-51
• 4 CVT铁磁谐振抑制关键技术解析及改进51-64
• 4.1 CVT铁磁谐振阻尼理论解析51-56
• 4.2 试验及仿真研究阻尼器电阻值的选择56-60
• 4.3 仿真研究磁密对抑制铁磁谐振的作用60-62
• 4.4 本章小结62-64
• 5 总结及展望64-66
• 5.1 全文总结64-65
• 5.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-72
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文72

【参考文献】

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本文编号：1134955