35kV并联电容器过电压分析及其抑制措施研究

发布时间：2017-08-05 18:28

  本文关键词：35kV并联电容器过电压分析及其抑制措施研究

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【摘要】：为降低电能传输过程中的损耗,提高电网运行的经济性,电网中大量的负荷需要进行无功功率补偿,而并联电容器是主要的容性无功补偿装置。由于电网负荷时刻发生变化,并联电容器需频繁投入和切除,断路器开断并联电容器的过程中,不可避免发生操作过电压,可能会损坏并联电容器,影响电网的正常运行。因此,针对断路器开断并联电容器过电压产生机理和抑制措施进行研究具有重要的意义。本文主要针对35k V系统断路器开断并联电容器过电压特性及其抑制措施进行研究,论文主要工作包括以下几个方面:首先理论分析了切除并联电容器引起过电压的暂态过程,并计算了电容器电压方程、电抗器电压方程、回路电流方程、并仿真其波形示意图。将并联电容器侧电路进行等效,计算在正常分闸、单相重燃、两相相继重燃及两相同时重燃情况下操作过电压的主要分布和数值大小。根据某变电站实际运行数据,在ATP-EMTP软件中建立35k V并联电容器电磁暂态仿真模型。仿真分析断路器在正常分闸、单相重燃、两相相继重燃、两相同时重燃等工况情况下过电压的值和主要分布特性,并与理论值对比研究验证所建立模型的正确性。研究电抗率变化时对断路器开断并联电容器过电压的影响,分析分布式电源接入变电站后,改变分布式电源位置、容量、数量对并联电容器过电压的影响。阐述了氧化锌避雷器的基本结构和原理,研究了三种传统氧化锌避雷器接线方式,计算并设计了三种氧化锌避雷器,分别对比其抑制效果,总结了三种接线方式的优缺点及适用条件。仿真分析氧化锌避雷器分别接在电容器首端和电抗器首端时过电压抑制效果。研究RC阻容装置原理并计算合理的R值和C值,对比分析RC阻容装置和氧化锌避雷器抑制效果。本文最后,设计了RC阻容装置和氧化锌联合抑制过电压的三种方案,比较三种方案抑制过电压的效果,并根据过电压形成的原因找出合适的抑制过电压方案。
【关键词】：并联电容器 操作过电压 电抗率 分布式电源 氧化锌避雷器 RC阻容装置
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761;TM53
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 断路器开断并联电容器过电压研究现状12-13
• 1.2.2 真空断路器开断并联电容器过电压抑制措施13
• 1.3 以往研究的不足及本文的思路13-14
• 1.4 本文的主要工作14-16
• 第2章 电容器过电压理论分析与计算16-25
• 2.1 电容器的操作冲击绝缘水平16-17
• 2.1.1 电容器极地间操作冲击绝缘水平16
• 2.1.2 电容器极间操作波冲击绝缘水平16-17
• 2.2 并联电容器分闸时过渡过程的分析与计算17-21
• 2.2.1 并联电容器分闸时暂态过程的理论分析17-18
• 2.2.2 并联电容器分闸时暂态过程的数学分析18-21
• 2.3 断路器开断电容器组过电压理论数值计算21-24
• 2.3.1 正常分闸21-23
• 2.3.2 单相重燃23-24
• 2.3.3 两相重燃24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 并联电容器过电压建模与特性分析25-38
• 3.1 仿真软件25
• 3.2 变电站的系统图与参数25-27
• 3.3 并联电容器过电压的建模27-28
• 3.4 断路器重燃对并联电容器过电压的影响28-32
• 3.4.1 正常分闸28-29
• 3.4.2 单相重燃29-30
• 3.4.3 两相同时重燃30-31
• 3.4.4 两相相继重燃31-32
• 3.5 串联电抗器电抗率对并联电容器过电压的影响32-34
• 3.6 分布式电源布置方式对并联电容器过电压影响34-37
• 3.6.1 分布式电源的位置对过电压的影响34-36
• 3.6.2 分布式电源的容量和数量对过电压的影响36-37
• 3.7 本章小结37-38
• 第4章 MOA和RC抑制过电压效果分析38-55
• 4.1 氧化锌避雷器概述38-39
• 4.2 氧化锌避雷器的结构和基本工作原理39-41
• 4.2.1 氧化锌避雷器的组成部件39
• 4.2.2 氧化锌避雷器的工作原理39-40
• 4.2.3 三种氧化锌避雷器接线方式40-41
• 4.3 避雷器的主要参数计算与选择41-42
• 4.4 避雷器的主要参数设计42-44
• 4.4.1 L型避雷器43
• 4.4.2 Ⅰ型避雷器43-44
• 4.4.3 Ⅱ型避雷器44
• 4.5 三种避雷器抑制效果比较44-48
• 4.5.1 单相重燃情况下避雷器抑制效果比较44-45
• 4.5.2 两相同时重燃抑制效果比较45-46
• 4.5.3 两相相继重燃抑制效果比较46-47
• 4.5.4 关于三种MOA接线方式的优缺点47-48
• 4.6 避雷器的接线位置对抑制效果的影响48-49
• 4.6.1 避雷器接在电容器首端48
• 4.6.2 避雷器接在电抗器首端48-49
• 4.7 RC阻容装置抑制过电压49-52
• 4.7.1 RC阻容装置的原理50
• 4.7.2 RC阻容装置参数计算50-52
• 4.8 抑制效果比较52-53
• 4.9 MOA与RC阻容装置联合抑制53-54
• 4.10 本章小结54-55
• 总结55-57
• 参考文献57-62
• 致谢62-63
• 附录A 攻读学位期间取得的研究成果63-64
• 附录B 典型并联电容器所用避雷器参数(参考)64

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本文编号：626367