基于电力电子器件的配电变压器无触点有载调压开关研究

发布时间：2017-09-04 21:23

  本文关键词：基于电力电子器件的配电变压器无触点有载调压开关研究

  更多相关文章： 无触点有载调压配电变压器 双向功率开关模块 有载分接开关 变压器仿真模型

【摘要】：智能电网的理论与技术近年来飞速发展,电能质量越来越受到人们的关注。近年来随着分布式电源的接入,在配电网尤其是辐射型网络中带来很多电压波动的问题。电压偏差是衡量电能质量的重要指标之一,在无功充足的情况下,有载调压可以很好的解决电网末端的电压波动。传统的有载调压变压器采用的是机械式的分接开关,虽然其已经广泛应用于工程中,但仍有一些不可避免的缺陷:存在电弧、机械结构复杂、响应速度慢。为了更好的完善和改进有载调压变压器的结构和工作性能,适应电网发展的新需求,研究基于电力电子器件的有载调压配电变压器有着一定的应用前景。本文提出了一种新的电磁路混合的变压器仿真模型,以此为平台对基于电力电子器件的配电变压器的有载调压开关进行了相关设计和研究。本文主要做了以下几方面的工作:①本文提出了一种基于变压器工作原理、考虑变压器铁心铁磁特性的电磁路综合的变压器仿真模型。本文利用小型变压器对该模型的有效性进行了验证,实验证明该模型可以较为真实的模拟变压器运行时的电磁过程。故而基于该仿真模型,可以对有载调压配电变压器完成相应的分析与研究。该模型亦可以应用于变压器其他问题的研究中,有很好的理论价值。②本文给出了较为详细的基于电力电子器件的无触点有载调压开关的方案。在开关模块的分析设计中,分析了开关模块应该达到的参数要求,并对比了传统的反并联晶闸管开关模块和本文提出的双向功率开关模块的相关性能,通过仿真分析了两种开关模块在触发、损耗以及保护性能方面的优缺点,最终确立选择以IGBT为核心的双向功率开关模块作为分接开关,并给出了调压流程的设计。③本文基于电磁路综合的变压器仿真模型,建立了以双向功率开关为核心的无触点有载调压配电变压器模型。利用该模型,首先验证了本文设计可以完成恒磁通的调压过程;之后对有载调压过程中存在的环流问题进行了仿真,分析了开关切换方式以及限流电阻大小对环流的影响;最后通过物理实验验证了仿真结果。
【关键词】：无触点有载调压配电变压器 双向功率开关模块 有载分接开关 变压器仿真模型
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM421
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 机械式有载分接开关的发展概况9-12
• 1.2.1 电抗式有载分接开关10-11
• 1.2.2 电阻式有载分接开关11-12
• 1.3 新型有载调压装置的研究现状12-16
• 1.3.1 机械式改进型分接开关的研究现状12-14
• 1.3.2 电力电子开关型分接开关的研究现状14-16
• 1.4 论文完成的主要工作16-18
• 2 电磁路综合的变压器仿真模型的研究18-32
• 2.1 电磁路综合的变压器仿真模型18-23
• 2.1.1 变压器的数学模型18-19
• 2.1.2 变压器的磁化特性19-21
• 2.1.3 变压器的仿真模型的建立21-23
• 2.2 电磁路综合的变压器仿真模型的有效性验证23-31
• 2.2.1 额定电压作用下模型的有效性验证25-28
• 2.2.2 空载合闸过程的模型有效性验证28-30
• 2.2.3 铁心饱和时模型的有效性验证30-31
• 2.3 本章小结31-32
• 3 基于电力电子器件的无触点有载调压开关研究32-53
• 3.1 以电力电子器件作为分接开关的可行性论证32-33
• 3.2 基于电力电子器件的配电变压器的无触点有载调压装置33-35
• 3.2.1 吸收缓冲电路33-34
• 3.2.2 限流保护电路34-35
• 3.3 分接开关模块的设计35-38
• 3.4 两种开关模块的对比与分析38-50
• 3.4.1 触发性能的仿真对比分析38-41
• 3.4.2 损耗情况的仿真对比分析41-44
• 3.4.3 开关模块的过流保护分析44-48
• 3.4.4 小结48-50
• 3.5 调压流程设计50-51
• 3.6 本章小结51-53
• 4 无触点有载调压技术的仿真与实验研究53-68
• 4.1 双向功率开关作为分接开关的有载调压仿真模型53-55
• 4.2 恒磁通调压过程仿真分析55-57
• 4.3 分接开关切换过程中环流问题的仿真分析57-63
• 4.3.1 开关切换方式对环流的影响59-61
• 4.3.2 过渡限流支路中限流电阻的大小对环流的影响61-63
• 4.4 无触点有载调压开关的实验验证63-67
• 4.4.1 恒磁通调压过程的实验验证64-66
• 4.4.2 环流现象的实验验证66-67
• 4.5 本章小结67-68
• 5 总结与展望68-70
• 5.1 本文总结68-69
• 5.2 课题展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-74
• 附录74
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录74
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的项目74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;欧盟建议电力公司采用高效配电变压器[J];国际电力;2000年02期

2 段海和;配电变压器事故烧毁率较高的原因及对策[J];云南电力技术;2000年04期

3 陈华山;关于更新配电变压器的思考[J];变压器;2001年04期

4 危芝萍;世界第一台固体绝缘配电变压器[J];高压电器;2001年04期

5 刘新生,曾晓蓉;配电变压器台区的两种安全责任[J];农村电气化;2001年07期

6 ;单相柱上配电变压器实施与展望[J];农村电气化;2001年11期

7 张文渊;农村电网建设(改造)工程中配电变压器的选用[J];电力情报;2001年01期

8 吴莉萍;;浅谈低损耗替换高损耗配电变压器的经济合理性与相应对策[J];天津电力技术;2001年04期

9 龙艳红;农网配电变压器烧毁的原因分析[J];中国农村水利水电;2002年11期

10 董志龙;选择配电变压器安装位置的探讨[J];广西电力;2002年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 罗奕湘;;配电变压器容量的选择[A];水电站机电技术2004年年会论文集[C];2004年

2 赵家万;华德曲;;农网配电变压器故障探讨[A];贵州省电机工程学会2007年优秀论文集[C];2008年

3 段军鹏;王建兴;;配电变压器的节能[A];2008年云南电力技术论坛论文集[C];2008年

4 聂秀丽;石丹;高攸纲;;配电变压器的稳态电磁干扰分析[A];电波科学学报[C];2011年

5 蒋复岱;周国荣;;配电变压器容量测试仪的研制[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集（下册）[C];2006年

6 官斌;;浅谈对配电变压器的综合管理工作[A];贵州省电机工程学会2007年优秀论文集[C];2008年

7 刘明;李成志;李永宁;;关于配电变压器几种损坏情况的分析[A];山东电机工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

8 张同建;;浅谈10kV配电变压器的保护配置方式[A];山东电机工程学会第十二届优秀论文汇编[C];2011年

9 庄严;;配电变压器投入前的现场检测[A];中国航海学会船闸专业委员会2006年论文汇编[C];2006年

10 王毅;李文西;;配电变压器容量的理想选择[A];2014年8月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 孙新榜　孙英杰;加强配电变压器运行管理的措施[N];国家电网报;2009年

2 通讯员 刘忠 贺斌;扬州城区近半公用配电变压器实现远程监测[N];中国电力报;2006年

3 李为中 戴成弟 张海军;单相配电变压器在低压配电网中的应用[N];国家电网报;2008年

4 重庆大足供电公司副经理 陈谋;合理配置配电变压器[N];中国电力报;2009年

5 通讯员 张一龙;山西电力CDM项目获批[N];中国电力报;2011年

6 记者 王大鹏;公司研发试验农网高过载配电变压器[N];国家电网报;2014年

7 李畅;配电变压器烧毁十大原因[N];中华建筑报;2004年

8 通讯员 刘中东;55台高损耗配电变压器退出单县电网[N];菏泽日报;2010年

9 李畅;预防配电变压器烧毁7项措施[N];中华建筑报;2004年

10 孙凤英;配电变压器进水受潮的分析及预防方法[N];中国电力报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孟镇;配电变压器有载无弧自动调容控制系统研究[D];沈阳农业大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 胡敏;上海地区配电变压器地埋热交换研究[D];上海交通大学;2009年

2 郑东东;配电变压器智能监测关键技术研究[D];华北电力大学;2013年

3 韩筛根;HP公司高效节能配电变压器市场营销战略研究[D];华北电力大学;2015年

4 齐府定;新型油浸式节能配电变压器的研发[D];浙江工业大学;2014年

5 李帅;10kV级油浸式配电变压器漏磁场和抗短路能力的研究[D];河北工业大学;2015年

6 李继昌;配电变压器无触点有载自动调容技术的研究[D];东北农业大学;2015年

7 王青;35kV配电变压器优化设计研究[D];浙江工业大学;2015年

8 张静;基于风险的配电变压器检修计划优化研究[D];华北电力大学;2015年

9 郜向军;石家庄地区配电变压器检修计划优化研究[D];华北电力大学;2015年

10 牛任恺;基于电力电子器件的配电变压器无触点有载调压开关研究[D];重庆大学;2015年

，

本文编号：793907