本文關(guān)鍵詞：中性點不接地電網(wǎng)電壓互感器暫態(tài)過電流分析及抑制對策研究

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【摘要】：電壓互感器(Potential Transformer,PT)作為電網(wǎng)測量、監(jiān)視、保護和控制的電氣設(shè)備,其正常運行是電網(wǎng)安全穩(wěn)定工作的保障。但隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展,在中性點不接地電網(wǎng)中,尤其是系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定單相接地故障時,電壓互感器的損壞現(xiàn)象異常嚴重。已有的研究表明電壓互感器的異常損壞主要是由系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時電壓互感器的飽和特性和系統(tǒng)電容相互作用產(chǎn)生的暫態(tài)過電流造成的,但未能給出較完善的理論推導(dǎo)和有效的抑制措施。因此,對電壓互感器暫態(tài)過電流進行研究,進而尋求抑制其異常損壞的措施是很有必要的。本文采用理論分析和數(shù)值仿真方法研究中性點不接地電網(wǎng)發(fā)生不穩(wěn)定單相接地故障時電壓互感器內(nèi)部暫態(tài)過電流及其主要影響因素,并基于此研究抑制電壓互感器暫態(tài)過電流的措施。主要研究內(nèi)容有:(1)在MATLAB/Simulink中搭建了電壓互感器暫態(tài)過電流數(shù)值仿真系統(tǒng)模型,該模型引入了電壓互感器計及損耗的非線性模型和間歇性電弧接地模型。對于電壓互感器計及損耗的非線性模型,計及其發(fā)熱損耗的影響,以JDZX16-10RG型電壓互感器為例,通過對比動�？蛰d實驗結(jié)果,驗證了該模型的正確性。在只考慮電弧電阻的外部伏安特性基礎(chǔ)上,采用工頻熄弧理論,建立了間歇性電弧接地數(shù)值仿真模型。(2)基于電壓互感器計及損耗的非線性模型,根據(jù)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障和故障消失后各序電壓的變化,采用瞬時對稱分量法分別推導(dǎo)了單相接地故障期間和故障消失后電壓互感器暫態(tài)過電流數(shù)學解析表達式。同時對該解析表達式的求解結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果進行了對比分析,驗證了系統(tǒng)仿真模型和理論解析過程的正確性。(3)對中性點不接地電網(wǎng)單相接地故障期間和故障消失后電壓互感器暫態(tài)過電流的影響因素進行了仿真分析,包括線路長度、系統(tǒng)正序和零序電容、電壓互感器勵磁特性、故障發(fā)生和消失時刻�？紤]到電壓互感器異常損壞的情況多出現(xiàn)在系統(tǒng)發(fā)生間歇性接地故障期間,故在仿真模型中引入系統(tǒng)間歇性電弧接地模型,分析間歇性電弧接地故障對電壓互感器暫態(tài)過電流的影響。對比研究系統(tǒng)故障狀態(tài)對電壓互感器暫態(tài)過電流的影響,得到能有效反映電壓互感器和系統(tǒng)故障狀態(tài)的特征量。(4)根據(jù)理論分析和數(shù)值仿真結(jié)果,主要從改變系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)出發(fā)研究抑制電壓互感器暫態(tài)過電流措施。其中改變系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的方法有兩種:減小系統(tǒng)零序等效電容和消耗系統(tǒng)零序電容儲存的電場能量。研究結(jié)果表明:減小系統(tǒng)零序等效電容的措施能取得較好的抑制效果。
【關(guān)鍵詞】：電壓互感器 中性點不接地電網(wǎng) 暫態(tài)過電流 零序回路 抑制措施
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM451
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 電壓互感器暫態(tài)過電流影響因素10-15
• 1.2.2 電壓互感器暫態(tài)過電流抑制措施15-16
• 1.2.3 電壓互感器模型16
• 1.3 本論文主要工作16-17
• 2 電壓互感器暫態(tài)過電流數(shù)值仿真模型17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 電壓互感器模型17-24
• 2.2.1 電壓互感器模型基礎(chǔ)理論17-20
• 2.2.2 電壓互感器數(shù)值仿真模型20-24
• 2.3 間歇性電弧接地模型24-26
• 2.3.1 間歇性電弧接地模型基礎(chǔ)理論24-25
• 2.3.2 間歇性電弧接地數(shù)值仿真模型25-26
• 2.4 線路模型26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 3 電壓互感器暫態(tài)過電流影響因素分析29-53
• 3.1 引言29
• 3.2 電壓互感器暫態(tài)過電流產(chǎn)生機理分析29-37
• 3.2.1 瞬時對稱分量法29-31
• 3.2.2 電壓互感器暫態(tài)過電流理論分析31-37
• 3.3 單相接地故障期間電壓互感器暫態(tài)過電流影響因素分析37-43
• 3.3.1 解析計算和數(shù)值仿真對比37-39
• 3.3.2 改變系統(tǒng)參數(shù)39
• 3.3.3 改變電壓互感器勵磁特性39-41
• 3.3.4 改變單相接地故障發(fā)生時刻41-43
• 3.4 單相接地故障消失后電壓互感器暫態(tài)過電流影響因素分析43-47
• 3.4.1 改變系統(tǒng)線路長度43-44
• 3.4.2 改變系統(tǒng)正序和零序電容44-45
• 3.4.3 改變單相接地故障消失時刻45-47
• 3.5 單相間歇性電弧接地故障時電壓互感器暫態(tài)過電流仿真分析47-48
• 3.6 系統(tǒng)故障狀態(tài)對電壓互感器暫態(tài)過電流的影響對比48-50
• 3.7 本章小結(jié)50-53
• 4 電壓互感器暫態(tài)過電流抑制措施研究53-67
• 4.1 引言53
• 4.2 減小系統(tǒng)零序等效電容53-58
• 4.2.1 系統(tǒng)中性點消弧線圈電感量的選擇53-56
• 4.2.2 4PT接線56-58
• 4.3 消耗系統(tǒng)零序電容儲存的電場能量58-65
• 4.3.1 電壓互感器輔助繞組串接電阻58-62
• 4.3.2 電壓互感器高壓側(cè)中性點經(jīng)電阻接地62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 5 結(jié)論與展望67-69
• 5.1 結(jié)論67-68
• 5.2 展望68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻71-75
• 附錄75
• A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄75
• B. 作者在攻讀學位期間參與的項目75

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本文編號：1110743