配网铁磁谐振过电压及其抑制措施

发布时间：2020-03-26 01:58

【摘要】：中性点不接地系统广泛采用电磁式电压互感器对母线电压进行绝缘监视,针对由于铁芯的非线性励磁特性而引发的配电网铁磁谐振过电压现象,本文利用ATP-EMTP对某变电站部分系统进行建模,首先探究了各种谐振过电压的影响因素,并对多种抑制措施设计了详细的仿真实验,完成谐振综合消除方式的研究。文章详细介绍了配电网铁磁谐振过电压产生的机理,包括对配电网中性点接地方式的简介、铁芯电感的非线性特性分析、单相铁磁谐振的物理过程分析以及三相铁磁谐振的定量分析;分别从工频位移过电压和谐波谐振过电压的角度,分析了发生铁磁谐振时电压互感器一次侧和开口三角侧电压的特点;介绍了Peterson H.A.的实验结论及铁磁谐振参数区间;给出了实际系统中开口三角电压异常报警时,铁磁谐振与其他故障特点的鉴别方法。为系统仿真各元件搭建仿真模型,包括变压器的BCTRAN模型、电压互感器的SAT模型、LCC架空线的JMarti模型、LXQ消谐器的MOV Type92模型;同时给出了中性点不接地系统发生单相接地故障时ATPDraw仿真结果的解读。通过对简单系统铁磁谐振仿真计算,给出了不同谐振类型铁磁谐振的典型波形,对比了不同伏安特性电压互感器对铁磁谐振的影响、不同单相接地故障消失时刻对铁磁谐振激发的影响,以及仿真分析了非同期空母线分合闸激发铁磁谐振的情况。在完整的系统模型的基础上,对非同期空母线分合闸激发的铁磁谐振和单相接地故障激发的铁磁谐振,采取不同的抑制措施。主要包括系统侧母线加小电容抑制非同期空母线合闸谐振;电压互感器高压侧中性点加装消谐器、电压互感器高压侧中性点加装抗振PT、电压互感器开口三角侧加阻尼电阻、系统侧中性点加装消弧线圈来抑制单相接地故障激发的铁磁谐振。得出了一系列结论可为电力部门治理铁磁谐振过电压提供参考。
【图文】：

变压器模型,校核

图 3-1 变压器模型校核3.2 电压互感器 SAT 模型变压器 SAT 模型（饱和模型）中的元件之间没有耦合，通过理想变压器反应绕组之间的电压、电流关系，模型中包含非线性励磁支路。单相变压器、三相三柱壳式变压器、三相五柱芯式变压器，因其变压器的正序参数等于零序参数，，故可使用单相 SAT 模型；三相三柱芯式变压器由于正序参数和零序参数不同，只能使用三相变压器 SAT 模型。配电网中的零序电流数值较大，电压互感器一般为三相五柱式，以为零序电流提供通路，防止压变损耗过大。电压互感器的实质就是变压器，本例 PT 使用 3 个饱和单相双绕组变压器模型来模拟。下面介绍 PT 建模所需数据[41][49][54]：1、励磁特性参数该项目中所使用的系统母线电压互感器型号为 JDZX11-10G，为 10kV 三相、带剩余绕组、全封闭全绝缘、浇注、电磁式电压互感器，各绕组之间变比为10 0.1 0.1 0.1/ / /3 3 33（kV）。用户侧电压互感器型号为 JDZJ-10，为 10kV 三相、全封闭全绝缘、浇注、电磁式电压互感器，各绕组之间变比为10 0.1 0.1/ /（kV）。

单相电压互感器,建模,输入数据

21图 3-3 饱和单相电压互感器建模相电压互感器建模图，对各输入数据值分别解稳态计算使用的电流、磁通，数据来自表中框励磁电阻，取一很大的值，如810 ；rs，一次侧、开口三角侧侧绕组额定电压，V ，Vrp/Vrs 的数值不重要，重要的是其比值，即变
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM63

【参考文献】