电容式高压取电方法及雷电暂态研究

发布时间：2017-07-20 12:16

  本文关键词：电容式高压取电方法及雷电暂态研究

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【摘要】：随着智能电网的提出,智能输电线作为智能电网的重要组成部分逐步进入建设者的视野,在输电线杆塔上装设各种检测设备是建设智能输电线的基础性工作。但是受地理条件或绝缘条件的限制,输电线路杆塔附近很少有低压电源,给杆塔上的低压检测设备供电就成了一大难题。本文提出了一种适用于输电线路杆塔的电容式降压取电新方法,采用一种特制的高压线路电容器与电压互感器串联直接从高压导线上取能,绝缘子串作为输电线路过电压的绝缘支撑与线路电容器和电压互感器并联,该方法可以获得稳定的能量输出以实现对输电线路杆塔监测设备的可靠供电。但该取电电源长期暴露在自然中,不可避免的会遭受雷击,因此,研究电容耿电系统的雷电过电压暂态特性,并在此基础上研究其过电压防护技术保证其安全可靠运行,具有重要的现实意义。本文主要研究内容包括：(1)在研究电容式高压取电基本原理的基础上,设计了110kV高压线路电容器与电源变换电路；根据线路绝缘配合的要求,制定了高压线路电容器的绝缘试验标准并试验研究了该电容器的绝缘性能；进行了整机工频测试,验证了高压线路电容器容量满足电源变换的要求,在工频过电压状态下整套取电装置运行良好,可以输出稳定的功率给杆塔监测设备供电；设计了取电系统在杆塔上的安装方案,现场安装验证了方案的可行性。(2)以新型开发的11OkV输电线杆塔电容取电系统为研究对象,建立了取电系统的雷电暂态计算模型；利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP对雷击下取电系统过电压进行仿真计算,确定了取电系统的雷电过电压水平,并提出了电压互感器一次侧和二次侧分别采用氧化锌避雷器和压敏电阻的保护措施；通过仿真与未加保护措施取电系统对比,得出该保护措施可以有效的限制雷电过电压幅值,从而实现了对取电系统的雷电过电压保护。(3)针对系统实际安装坏境,仿真研究了不同外界激励(直击雷、线路接地故障)情况下电容取电系统的暂态特性,仿真结果表明：雷击杆塔是取电系统出现最严重的过电压的情况,加入保护措施的取电系统在雷击杆塔、单相接地故障和两相接地故障时均可以安全运行；并进一步研究了取电系统对实际线路防雷的影响,得出取电系统对输电线路耐雷水平的影响较小,具有较好的实用价值。
【关键词】：取电方法 高压电容器 绝缘试验 数值仿真分析 雷电过电压 保护
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM863
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 输电线路在线监测系统的供电方法11-13
• 1.2.2 输电线路雷电暂态研究现状13-14
• 1.3 本论文主要研究工作14-15
• 第2章 电容式高压取电方法研究15-30
• 2.1 电容式高压取电基本原理15-16
• 2.2 电容降压取电系统的基本结构及模块设计16-22
• 2.2.1 电容降压取电系统的基本结构16-17
• 2.2.2 高压线路电容器的设计17-19
• 2.2.3 稳压电路设计19-20
• 2.2.4 DC/DC电压转换电路设计20
• 2.2.5 电流比较控制电路设计20-22
• 2.3 电容降压取电系统的实验测试22-27
• 2.3.1 高压线路电容器的绝缘试验22-26
• 2.3.2 电容降压取电系统的整机测试26-27
• 2.4 电容降压取电系统的安装方案27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 取电系统暂态模型的建立及参数计算30-41
• 3.1 电压互感器暂态模型的建立30-33
• 3.1.1 电压互感器暂态模型30-31
• 3.1.2 电压互感器的参数确定31-33
• 3.2 避雷器暂态模型33-35
• 3.3 杆塔暂态模型的建立35-37
• 3.3.1 杆塔暂态模型35-36
• 3.3.2 杆塔波阻抗的计算36-37
• 3.4 输电线路暂态模型37-38
• 3.5 绝缘子闪络模型38-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 取电系统雷电过电压仿真分析41-51
• 4.1 电容降压取电系统仿真模型41-42
• 4.2 稳态仿真结果分析42-43
• 4.3 过电压仿真结果分析43-47
• 4.3.1 未加避雷器保护43-44
• 4.3.2 电压互感器接入避雷器保护44-47
• 4.4 过电压保护措施试验验证47-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第5章 取电系统过电压外界影响因素分析51-59
• 5.1 直击雷对取电系统过电压的影响51-57
• 5.1.1 杆塔上的直击雷过电压计算51-52
• 5.1.2 仿真计算结果分析52-57
• 5.2 线路故障对取电系统过电压的影响57
• 5.3 取电系统对实际线路防雷的影响57-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 结论与展望59-61
• 6.1 结论59-60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果65-66
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马晋华;线路避雷器与绝缘子串间的绝缘配合[J];电瓷避雷器;2000年05期

2 黄新波,刘家兵,王向利,喻华玉;基于GPRS网络的输电线路绝缘子污秽在线遥测系统[J];电力系统自动化;2004年21期

3 李先志;杜林;陈伟根;王有元;孙才新;李t熝，

本文编号：567967