基于电磁暂态仿真系统的变电站建模与继电保护应用研究

发布时间：2017-09-04 19:31

  本文关键词：基于电磁暂态仿真系统的变电站建模与继电保护应用研究

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【摘要】：目前继电保护设备的测试往往受限于继保测试仪功能的限制,多以单屏和单装置为主开展,测试手段单一,方法简易,测试是孤立的、静态的,测试项目和深度有限,有些实际运行中会出现的故障用传统测试仪很难模拟,用于施加的故障量不能反映系统中的实际波形,导致测试结果不全面甚至失真。另一方面传统的继电保护人员培训在系统故障分析与判别、事故分析定位与排查方面缺乏有效的教学手段,难以进行继电保护多装置多类型的的协同整体培训,在事故分析定位与排查方面更是鲜有开展。基于DDRTS搭建的500kV仿真变电站给变电站系统级和动态调试,以及运行中的500kV变电站故障分析与排查仿真提供了可能。本文以解决上述问题为主要研究目的,以变电站电磁暂态仿真建模为主要研究内容和手段,开展了如下工作：1)深入开展了基于DDRTS系统的继电保护相关设备建模仿真研究2)深入开展了电力系统各种复杂故障类型的仿真；3)开展了基于DDRTS系统的某光纤双通道线路保护仿真测试；4)开展了基于DDRTS系统的500kV仿真变电站系统的故障分析与排查仿真实践研究本课题通过大量的仿真试验取得了详实的试验数据,特别对于CVT、CT、断路器等继电保护相关设备的建模和各种跨线和转换性故障、电力系统振荡再故障、同杆并架双回线运行方式对零序电流的影响、变压器空载合闸合应涌流、功率方向倒向、线路经过渡电阻接地故障、线路反方向出口故障、手合于故障等进行了仿真建模探索和深入的仿真试验研究,取得了良好的仿真效果,积累了许多宝贵的试验数据和仿真经验,以大量仿真试验数据为依托,形成了一套较为完整电力系统一、二次设备仿真模型和复杂故障仿真实例库,为实现500kV变电站故障分析与排查仿真,为解决继电保护新设备入网测试手段单一问题提供了详尽的实例模型和数据模型。最后本课题以两则实例验证课题取得的应用效果和成果。
【关键词】：继电保护 暂态仿真系统 铁磁谐振 CT饱和 电力系统振荡 合应涌流
【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】：TM63;TM77
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 论文的背景及意义10
• 1.2 国内外研究动态10-12
• 1.3 本文的主要工作12-13
• 第2章 电力系统暂态仿真工具介绍13-17
• 2.1 电力系统数字物理混合仿真系统概述13
• 2.2 DDRTS仿真系统及仿真模型概述13-16
• 2.2.1 DDRTS系统组成概述13-15
• 2.2.2 DDRTS数字仿真模型简介15-16
• 2.3 本章小结16-17
• 第3章 基于DDRTS的继电保护相关设备建模与仿真17-28
• 3.1 概述17
• 3.2 电容式电压互感器(CVT)模型研究17-21
• 3.2.1 电容式电压互感器的物理模型17-18
• 3.2.2 CVT发生铁磁谐振仿真建模18-19
• 3.2.3 CVT发生铁磁谐振同时消谐回路故障仿真建模19-20
• 3.2.4 CVT暂态衰减过渡过程仿真建模20-21
• 3.3 电流互感器(CT)模型研究21-26
• 3.3.1 电流互感器的物理模型21-23
• 3.3.2 CT饱和仿真建模23-24
• 3.3.3 CT极性接反与CT二次回路分流及抽头错误仿真建模24-26
• 3.4 断路器重燃仿真建模研究26-27
• 3.5 本章小结27-28
• 第4章 基于DDRTS的复杂故障电磁暂态仿真28-56
• 4.1 概述28
• 4.2 基于NETSP的电网电磁暂态仿真计算的基本原理28-29
• 4.3 电力系统线路复杂故障类型仿真研究29-36
• 4.3.1 跨线故障29-31
• 4.3.2 断线故障31-32
• 4.3.3 断线转接地故障32
• 4.3.4 断线转跨线故障32-33
• 4.3.5 其他转换性故障33-36
• 4.4 电力系统变压器复杂故障仿真研究36-44
• 4.4.1 变压器空载合闸励磁涌流仿真研究36-38
• 4.4.2 变压器合应涌流仿真研究38-43
• 4.4.3 变压器过励磁仿真研究43-44
• 4.5 电力系统振荡仿真研究44-48
• 4.5.1 电力系统振荡仿真研究44-47
• 4.5.2 振荡中线路发生故障仿真研究47-48
• 4.6 同杆并架双回线零序互感对继电保护影响仿真研究48-52
• 4.7 其他电力系统复杂故障仿真研究52-55
• 4.7.1 功率方向倒向仿真研究52-53
• 4.7.2 线路经过渡电阻接地故障仿真研究53
• 4.7.3 线路反方向出口故障仿真研究53-54
• 4.7.4 手合于故障仿真研究54-55
• 4.8 本章小结55-56
• 第5章 基于DDRTS的光纤双通道线路保护仿真测试56-62
• 5.1 概述56
• 5.2 测试平台搭建56-59
• 5.3 某型号线路保护测试实例59-61
• 5.3.1 运行(主)通道中断切换至备用通道时差动保护性能测试59-60
• 5.3.2 单一通道恢复到双通道运行时差动保护性能试验60
• 5.3.3 复用通道频繁中断单相永久性故障60-61
• 5.3.4 双通道运行时复用通道因误码告警时差动保护性能试验61
• 5.4 本章小结61-62
• 第6章 500kV变电站故障分析与排查仿真实现62-71
• 6.1 概述62
• 6.2 500kV仿真变电站总体方案设计62-63
• 6.3 基于DDRTS系统生成各种一次和二次故障库63-64
• 6.4 500kV变电站故障分析与排查64-65
• 6.5 基于500kV仿真变电站系统的培训实例65-69
• 6.6 系统故障排查要点69-70
• 6.7 本章小结70-71
• 第7章 结论与展望71-73
• 7.1 结论71-72
• 7.2 展望72-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果76-77
• 致谢77-78
• 作者简介78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 周有庆;周成林;彭红海;邵霞;;变电站综合自动化数字物理仿真培训系统[J];电力系统及其自动化学报;2010年03期

2 董继民;;电力系统综合实验模型设计[J];电力系统及其自动化学报;2011年05期

3 郑三立,黄梅,张海红;基于数字仿真的电力系统教学实验改革[J];中国电力教育;2004年Z1期

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本文编号：793417