本文關鍵詞：220kV新型固態(tài)限流器工業(yè)化樣機研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《浙江大學》 2015年

220kV新型固態(tài)限流器工業(yè)化樣機研究

范宇  

【摘要】：隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和規(guī)模的日益壯大,系統(tǒng)的短路容量迅速增加,對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行造成了不利影響。研究有效的短路限流技術和研發(fā)相應的短路限流裝置,以便能夠增強電力系統(tǒng)穩(wěn)定性并降低系統(tǒng)中各電氣裝置的相關設計值,已經成為短路限流技術的研究熱點。為了研制與開發(fā)出一套適用于高壓大容量系統(tǒng)的短路限流裝置,課題組經過不斷探索提出了一種基于自耦變壓器耦合的新型固態(tài)限流器,并將其作為220kV限流器工業(yè)化樣機的研究方案。 本文將提出的新型固態(tài)限流器與諧振型限流器、磁飽和型限流器進行比較,分析上述限流器的優(yōu)缺點,說明新型固態(tài)限流器在體積成本、運行特性等方面具有顯著優(yōu)勢,適合在220kV系統(tǒng)中工業(yè)化實現。詳細分析了新型固態(tài)限流器的拓撲結構與工作原理。通過建立等效電路對其正常運行狀態(tài)、過渡限流狀態(tài)和完全限流狀態(tài)等三個工作階段的進行解析分析,并仿真驗證了新型固態(tài)限流器工作原理的有效性,滿足電力系統(tǒng)運行要求。分析了新型固態(tài)限流器對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。故障后新型固態(tài)限流器能夠減小系統(tǒng)發(fā)電機輸入輸出功率的不平衡,提高系統(tǒng)功角穩(wěn)定性；還能夠降低系統(tǒng)電壓跌落的幅值,維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性。進一步探討了新型固態(tài)限流器作為220kV限流器工業(yè)化樣機方案的可行性。 根據220kV系統(tǒng)的限流要求,對220kV新型固態(tài)限流器工業(yè)化樣機進行設計。樣機設計分為主電路電氣裝置部分設計、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)設計和控制保護系統(tǒng)三個部分。其中主電路電氣裝置包括飽和型自耦變壓器、橋路晶閘管閥、直流限流電抗、自耦變壓器二次側并聯限壓閥、電壓電流互感器和旁路隔離開關等。水循環(huán)冷卻系統(tǒng)主要考慮橋路在不同工況下的功率損耗,并以其中的最大功耗作為冷卻系統(tǒng)容量的選擇依據。對控制保護系統(tǒng)硬件進行模塊化設計,各功能模塊相對獨立實現自己的功能。控制保護系統(tǒng)的軟件實現除了短路限流控制策略外,較為全面地考慮到了新型固態(tài)限流器運行過程中可能出現的情況。最后通過仿真分析驗證了220kV新型固態(tài)限流器工業(yè)化樣機設計的合理性。 由于晶閘管為半控器件,故障后橋路晶閘管無法控制關斷,整流橋只能在橋路沖擊電流過零時退出運行�？紤]到晶閘管完全恢復阻斷能力需要一定的延時,因此在最嚴重的情況下,晶閘管在故障后將近一個周期才能全部關斷。這導致過渡限流狀態(tài)時橋路中存在較大的沖擊電流,不僅對整流橋路的安全可靠要求較高,還增大了晶閘管的電流定額以及直流限流電抗的體積成本。針對上述問題,在新型固態(tài)限流器的基礎上提出了一種基于復合型全控開關的改進型新型固態(tài)限流器拓撲結構。利用故障后全控開關的快速關斷特性,使橋路盡快退出運行,降低橋路承受的沖擊,從而可減小橋路晶閘管和直流限流電抗設計參數,進一步降低新型固態(tài)限流器的體積成本并提高其工作性能。通過仿真和實驗驗證了改進型新型固態(tài)限流器的可行性與有效性。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM471
【目錄】：

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本文編號：176660