新型磁屏蔽超导限流器对电力系统稳定性影响的仿真研究

发布时间：2017-08-28 00:14

  本文关键词：新型磁屏蔽超导限流器对电力系统稳定性影响的仿真研究

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【摘要】：电网的扩容引起电气设备短路电流和短路容量不断增长,使电气设备严重的发热,并产生巨大的电动力,显著增加电气设备的重量、尺寸及费用,短路电流过高会严重威胁设备及人身安全。为使短路电流值限于开关设备所能开断的额定范围内,近来出现了很多限流设备,超导限流器(SFCL)是较理想限流设备。本文提出了一种改进型磁屏蔽感应型HTSFCL,其结构组成主要有:液氮冷冻箱、铁芯、一次超导绕组和二次圆柱形超导屏蔽筒组成,利用超导筒和超导绕组的超导态转变为正常态,使得阻抗急剧上升从而达到限流的目的,该限流器在原有磁屏蔽感应型HTSFCL的结构上,不但使得一次绕组由铜绕组变为超导绕组,增加了在第二腿铁芯上的空气隙,空气隙在大电流时,可避免限制阻抗急剧下降,并增加了一个限流铜环以限制故障电流,减少超导体的失超恢复时间。由于改进型超导限流器的电抗值远大于其自身电阻,忽略其电阻的影响,将新型磁屏蔽超导限流器投入单机无穷大系统,在系统输电线路分别发生三相短路和不对称短路故障(包括两相接地短路、两相短路和单相接地短路)时,利用matlab平台进行仿真,通过发动机转子的摇摆曲线的变化情况,判断新型磁屏蔽限流器对电力系统暂态稳定性的影响。仿真结果表明新型磁屏蔽感应型HTSFCL能有效地提高系统的暂态稳定性,并使得暂态及稳态的故障电流显著地减少,使电网动态性能得到改善,使得电网电能质量得到提高。
【关键词】：改进型磁屏蔽超导限流器 MATLAB 电力系统暂态稳定性 改进欧拉法 单机无穷大系统
【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】：TM743;TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 超导限流器研究现状11-12
• 1.3 SFCL的分类及其参数12-16
• 1.3.1 SFCL的分类12-14
• 1.3.2 超导限流器的参数14-15
• 1.3.3 超导限流器安装位置15-16
• 1.4 本文主要工作内容16-17
• 第2章 电力系统暂态稳定性理论基础17-27
• 2.1 电力系统暂态稳定概述17-18
• 2.2 简单系统功角特性的计算18-23
• 2.2.1 简单系统的功率特性18-20
• 2.2.2 暂态过程中系统的功率特性分析20-21
• 2.2.3 等面积定则21-22
• 2.2.4 系统暂态稳定性的判据22-23
• 2.3 改进欧拉法23-26
• 2.3.1 改进欧拉法23-24
• 2.3.2 转子方程改进欧拉法的求解24-25
• 2.3.3 发电机转子摇摆曲线的程序流程图设计25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 磁屏蔽型SFCL的结构原理27-36
• 3.1 普通磁屏蔽SFCL27-30
• 3.1.1 普通磁屏蔽SFCL工作原理27
• 3.1.2 限流器数学模型27-30
• 3.2 新型磁屏蔽SFCL仿真研究30-35
• 3.2.1 新型磁屏蔽SFCL的工作原理30-31
• 3.2.2 新型磁屏蔽SFCL的仿真研究31-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 三相短路限流器对电力系统暂态稳定性影响36-52
• 4.1 单机无穷大系统基本模型及其参数36-39
• 4.1.1 电力系统正常运行37-38
• 4.1.2 系统发生短路故障时38-39
• 4.1.3 短路线路切除后39
• 4.2 输电线路安装SFCL对单机无穷大系统暂态稳定影响39-46
• 4.2.1 输电线路发生三相短路40-41
• 4.2.2 总转移阻抗的变化41-42
• 4.2.3 功率幅值曲线的变化42-45
• 4.2.4 发电机转子摇摆曲线仿真45-46
• 4.3 与变压器相连位置安装SFCL系统发生三相短路46-51
• 4.3.1 输电线路发生三相短路47-48
• 4.3.2 总转移阻抗的变化48-49
• 4.3.3 功率幅值曲线的变化49-50
• 4.3.4 发电机转子摇摆曲线仿真50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 不对称短路限流器对系统暂态稳定性影响52-76
• 5.1 输电线路安装SFCL发生不对称短路故障系统模型52-54
• 5.2 输电线路安装SFCL发生不对称短路对系统暂态稳定性的影响54-65
• 5.2.1 两相接地短路54-59
• 5.2.2 两相短路59-62
• 5.2.3 单相接地短路62-65
• 5.3 与变压器相连位置安装SFCL系统发生不对称短路65-75
• 5.3.1 两相接地短路66-69
• 5.3.2 两相短路69-72
• 5.3.3 单相接地短路72-75
• 5.4 本章小结75-76
• 结论与展望76-77
• 参考文献77-82
• 致谢82

【参考文献】

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本文编号：746465