【摘要】：1000kV晉東南(長(zhǎng)治)-南陽(yáng)-荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程是我國(guó)目前自主設(shè)計(jì)的世界上運(yùn)行電壓最高、技術(shù)水平最先進(jìn)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交流輸電工程。為了提高該試驗(yàn)示范工程的輸電能力、改善交流電網(wǎng)動(dòng)態(tài)性能、增加系統(tǒng)穩(wěn)定極限,國(guó)家電網(wǎng)公司所屬科研單位成功研制了我國(guó)第一套、也是世界上第一套1000kV特高壓固定串聯(lián)補(bǔ)償裝置(簡(jiǎn)稱為特高壓串補(bǔ)裝置),并已經(jīng)正式投入商業(yè)運(yùn)行。 然而,1000kV特高壓串補(bǔ)裝置進(jìn)行開關(guān)操作時(shí),不僅會(huì)在高電位平臺(tái)上產(chǎn)生一次系統(tǒng)過(guò)電壓和二次系統(tǒng)電磁騷擾,還會(huì)在鄰近的1000kV特高壓電容式分壓器上產(chǎn)生瞬態(tài)電壓和入地電流。在我國(guó)大力發(fā)展特高壓事業(yè)、建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)架構(gòu)的背景之下,面對(duì)世界首套1000kV特高壓串補(bǔ)裝置設(shè)計(jì)、研發(fā)和首批串補(bǔ)裝置的試驗(yàn)、運(yùn)行中出現(xiàn)的開關(guān)操作過(guò)電壓和電磁兼容等技術(shù)難題,本文重點(diǎn)開展了以下研究工作： 第一,克服了高電位、強(qiáng)電磁環(huán)境下瞬態(tài)電壓和電磁騷擾測(cè)量的一系列技術(shù)困難,提出了特高壓串補(bǔ)裝置高電位平臺(tái)上瞬態(tài)電壓和電磁騷擾的測(cè)量方法,并研發(fā)了瞬態(tài)電磁測(cè)量系統(tǒng),開展了包括屏蔽效能、耐壓、精度、電磁兼容抗擾度等一系列性能測(cè)試,驗(yàn)證了該測(cè)量系統(tǒng)可以適應(yīng)于特高壓串補(bǔ)裝置高電位平臺(tái)上的強(qiáng)電磁環(huán)境,具有光纖通信、獨(dú)立電源供電、浮地測(cè)量、遠(yuǎn)程監(jiān)控、負(fù)載效應(yīng)小等特點(diǎn)。 第二,利用研發(fā)的瞬態(tài)電磁測(cè)量系統(tǒng),在1000kV特高壓串補(bǔ)裝置真型試驗(yàn)平臺(tái)上,開展了隔離開關(guān)操作試驗(yàn)研究,通過(guò)對(duì)大量的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,揭示了隔離開關(guān)操作在1000kV特高壓串補(bǔ)裝置真型試驗(yàn)平臺(tái)上產(chǎn)生的一次系統(tǒng)瞬態(tài)電壓和二次系統(tǒng)電磁騷擾瞬態(tài)特性；還開展了真型試驗(yàn)平臺(tái)上二次系統(tǒng)的接地方式試驗(yàn)研究,并提出了二次系統(tǒng)屏蔽電纜屏蔽層、穿心式電流互感器外殼和控制箱體的接地方式。部分研究成果已經(jīng)應(yīng)用于我國(guó)首個(gè)1000kV特高壓串補(bǔ)裝置的過(guò)電壓抑制和電磁兼容設(shè)計(jì)。 第三,利用研發(fā)的瞬態(tài)電磁測(cè)量系統(tǒng),開展了1000kV特高壓串補(bǔ)裝置真型試驗(yàn)平臺(tái)隔離開關(guān)操作對(duì)鄰近1000kV特高壓電容式分壓器影響的試驗(yàn)研究,通過(guò)對(duì)大量的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,揭示了電容式分壓器中壓電壓和入地電流的瞬態(tài)特性,提出了1000kV特高壓電容式分壓器能夠安全運(yùn)行的過(guò)電壓和入地電流的限值要求；同時(shí),開展了電容式分壓器過(guò)電壓和入地電流的抑制措施試驗(yàn)研究,研究結(jié)果表明,在電容式分壓器高壓端串聯(lián)保護(hù)電感或保護(hù)電阻可以有效抑制其過(guò)電壓和入地電流,為解決1000kV特高壓變電站中串補(bǔ)裝置與鄰近電容式分壓器的兼容運(yùn)行問(wèn)題提供了技術(shù)依據(jù)。 第四,提出了含部分電感的弱耦合T型部分元等效電路,編寫了基于部分元等效電路法的MSCM(矩陣稀疏及電路建模)程序,通過(guò)對(duì)電路參數(shù)矩陣進(jìn)行稀疏化處理,并生成與SPICE兼容的等效電路模型,實(shí)現(xiàn)了適合大規(guī)模多導(dǎo)體系統(tǒng)的電路參數(shù)提取和等效電路建模。算例說(shuō)明,稀疏化的部分磁阻和部分電感矩陣的稀疏度都要絕對(duì)高于完整的部分磁阻和部分電感矩陣的稀疏度,且該方法在幾乎不散失仿真準(zhǔn)確度的情況下,提高了大規(guī)模多導(dǎo)體系統(tǒng)等效電路建模與仿真的效率�；谠摲椒ê蚆SCM程序,建立了1000kV特高壓串補(bǔ)裝置本體的寬頻等效電路模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模型和1000kV特高壓串補(bǔ)真型試驗(yàn)平臺(tái)的試驗(yàn),驗(yàn)證了本文方法和程序的正確性和有效性,進(jìn)而對(duì)1000kV特高壓串補(bǔ)裝置的旁路間隙擊穿和隔離開關(guān)操作產(chǎn)生的電磁瞬態(tài)過(guò)程進(jìn)行了仿真計(jì)算,并對(duì)采用非線性電阻并聯(lián)脈沖電容器抑制平臺(tái)過(guò)電壓方案的有效性進(jìn)行了評(píng)估。 第五,通過(guò)頻域測(cè)量手段,采用兩種不同的阻抗測(cè)量方法獲得了1000kV特高壓電容式分壓器的寬頻阻抗特性,并通過(guò)測(cè)量結(jié)果和仿真結(jié)果比較驗(yàn)證了寬頻阻抗特性的有效性�；谔馗邏弘娙菔椒謮浩鞯膶掝l阻抗特性測(cè)量數(shù)據(jù),利用編寫的CMFI(頻變阻抗電路建模)程序,建立了具有物理意義的1000kV特高壓電容式分壓器的寬頻等效電路模型,通過(guò)定義電容式分壓器的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)及對(duì)其進(jìn)行靈敏度分析,提出了改進(jìn)1000kV特高壓電容式分壓器工藝的若干建議,為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。結(jié)合1000kV特高壓串補(bǔ)裝置本體的寬頻等效電路模型和1000kV特高壓變電站一次系統(tǒng)的等效電路模型,研究了1000kV特高壓串補(bǔ)裝置隔離開關(guān)操作時(shí)在鄰近1000kV特高壓電容式分壓器上產(chǎn)生的過(guò)電壓和入地電流,分析評(píng)價(jià)了采取保護(hù)電阻或保護(hù)電感的抑制效果,為最終實(shí)現(xiàn)1000kV特高壓變電站中串補(bǔ)裝置與鄰近1000kV電容式分壓器的兼容運(yùn)行提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM862

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2499152