10kV配电网中铁磁谐振过电压及抑制措施的研究

发布时间：2020-04-02 09:33

【摘要】：随着电网建设水平的不断发展,电网的稳定性、可靠性不断加强。但是在低电压配电网领域,由于设备及网络原因其故障率一直高居不下,特别在10kV的配电网中,经常出现由于电压互感器(PT)饱和导致的铁磁谐振引起的过电压严重威胁了配电网的安全稳定运行。虽然国内外学者对此展开了大量研究,探究铁磁谐振产生的机理,从工程上总结了许多抑制措施,但由于系统差异性大、外界影响因素复杂,抑制措施不具备普适性,应用效果不佳。因此,研究中性点不接地系统的铁磁谐振规律以及外界激发因素、消谐措施对铁磁谐振的影响十分必要,进一步的对系统消谐措施的选择提供指导。本文选择山东省东营市110kV西水变电站10kV供电系统为研究对象,通过理论推导和试验等方法确定系统中PT、变压器等设备的参数,进而搭建了变电站的仿真模型。通过电磁暂态仿真软件(EMTP)计算该模型在不同系统运行方式、带PT空母线合闸、单相接地故障、接地电阻等外界因素影响下铁磁谐振影响的变化规律,进一步的探究了系统在采取不同的消谐措施后铁磁谐振的变化趋势,通过定量仿真计算、对比总结出不同的消谐措施的效果和适用范围。结果表明:不同运行方式下由于X∞/Xm值不同,其铁磁谐振结果不同;对带PT空母线合闸在三相合闸不同期(单相滞后时)会出现铁磁谐振,而合空线路不会出现铁磁谐振;对单相接地故障消失激发的铁磁谐振强度要大于带PT空母线合闸,而间歇性的弧光接地可能引发严重的铁磁谐振。对单相接地故障的接地电阻对铁磁谐振影响不大,但故障消失时间不同会导致铁磁谐振性质等发生改变。通过对谐振抑制措施研究发现:在PT高压侧中性点装设非线性电阻或者消谐装置可以有效的抑制单相接地引发的铁磁谐振,但消谐器热容量需满足系统要求;4PT法能一定程度上抑制铁磁谐振,但是在闭口三角上会出现较大环流,同时要注意零序PT的饱和问题。增大电网对地电容,可以有效抑制带PT空母线合闸激发的铁磁谐振,但是增大对地电容后会导致PT过流的增加。在PT二次侧的开口三角加装电阻或消谐装置能有效抑制单相接地故障且故障消失激发的铁磁谐振,但是无法有效解决分频谐振的过电流现象,同时还需把握投入的时机,最好在接地故障消失时,避免产生环流。
【图文】：

相序,年代,分析方法,学者

采用电容式电压互感器来代替电磁式电压互感器并不能根除铁磁谐振和保险熔断的现逡逑象，而且反而会引起诸如电压互感器响应特性变差，电网运行故障率变高等情况，，逡逑Ｄｒ．Ｒ．Ｐ．ＧＵｐｔａ［２２］提出在ＰＴ开口三角绕组处接入消谐装置，如图１－２所示，该消谐装置逡逑在电网正常运行时不发挥作用，当电网出现铁磁谐振时，谐振装置相当于负载，不断逡逑的消耗谐波能量，成为阻尼。逡逑ｐＨＱｈ逦逦ｒ——逡逑°邋＇邋逦逦逦｜逦逦逡逑＾－：．．．．．ｒｉＴ＾ＴＦ逡逑图１－２开口三角接入消谐装置逡逑在２０世纪９０年代，Ｄｒ．Ｋ．Ｕｄａｙａｋｕｍａｒ［２１］等首次采用ＥＭＴＰ仿真软件对铁磁谐振问逡逑题进行研究，设置了相应的电网参数，并分析了谐振产生时主要的几个特征参量的变逡逑化规律，发现其能很好的符合现场的实际情况。逡逑４逡逑

铁磁谐振,消谐装置,年代,仿真软件

逦１０逡逑Ｘ＾ｆｘｍ逡逑图１－１不同频率的谐振区域分布逡逑在２０世纪６０年代，ＳａｔｉｓｈＬ［２Ｇ］等学者通过引入相序网络不对称分析方法，开始了逡逑对不对称的电网故障引起的铁磁谐振研宄的篇章，Ｚａｅｎｇｌ邋Ｗ邋Ｓ［２Ｑｊ等在此基础上又进行了逡逑单相故障和三相故障的进一步分析，引入了行波理论来进行解释，并首次利用数字仿逡逑真的方法，对铁磁谐振的产生机理进行研宄。逡逑在２０世纪８０年代，对于铁磁谐振研宄进入到了解决阶段，学者们不再满足于解逡逑释现象，而在于研宄出抑制不同类型铁磁谐振的方法。Ａ．邋ＳａｎｔｏｓｈＫｕｍａｒＰＵＷ究发现逡逑采用电容式电压互感器来代替电磁式电压互感器并不能根除铁磁谐振和保险熔断的现逡逑象，而且反而会引起诸如电压互感器响应特性变差，电网运行故障率变高等情况，逡逑Ｄｒ．Ｒ．Ｐ．ＧＵｐｔａ［２２］提出在ＰＴ开口三角绕组处接入消谐装置
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM864

【参考文献】