【摘要】：近年來,超、特高壓直流輸電線路在國內(nèi)快速鋪開,在實現(xiàn)電力輸送方便快捷的同時,直流輸電線路導(dǎo)致交流系統(tǒng)中接地變壓器出現(xiàn)直流偏磁的問題日益頻繁和嚴(yán)重。特高壓變壓器作為特高壓電網(wǎng)的核心元件之一,其運行的可靠性和安全性對整個電網(wǎng)的正常運行至關(guān)重要。本文從場路耦合法計算偏磁電流的思路出發(fā),分析場路耦合計算的過程和特高壓變壓器的結(jié)構(gòu)特點,針對場路耦合算法應(yīng)用在特高壓變壓器直流偏磁計算中出現(xiàn)的問題,按照特高壓變壓器實際參數(shù),建立變壓器鐵心繞組模型,采用規(guī)則網(wǎng)格劃分,建立直流偏磁計算場模型,有效減少場模型節(jié)點單元規(guī)模;根據(jù)特高壓變壓器電氣連接圖,通過串聯(lián)電阻和電壓補償來解決路模型求解過渡過程長問題;在利用四階龍格庫塔法求解每一步電流的過程中,將中間時刻的電流預(yù)估值也返回場模型進(jìn)行修正電感,以此降低電感波動,提高計算準(zhǔn)確性。通過這三個步驟來搭建適合特高壓變壓器空載直流偏磁計算的場路耦合模型,并進(jìn)行了偏磁電流計算。本文在該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步簡化計算流程,提高計算效率,通過獲取特高壓變壓器的電感-電流曲線和偏磁情況下空載電流峰值-直流偏磁電流曲線,提出了一種特高壓變壓器直流偏磁空載電流實時計算方法。通過與場路耦合算法對比,對其計算結(jié)果進(jìn)行驗證。通過選擇最優(yōu)迭代算法和一種變步長策略,實現(xiàn)了在發(fā)生直流偏置時,能夠?qū)崟r跟蹤該偏置量對應(yīng)的電流波形,為防止變壓器保護(hù)拒動或誤動、變壓器直流偏磁電氣參數(shù)擾動在線評估、避免無功補償電容器諧波電流過大等方面提供參考。建立了特高壓變壓器直流偏磁渦流損耗計算模型,利用實時算法得到的偏磁電流波形,計算特高壓變壓器在不同偏置直流下的渦流效應(yīng),研究了特高壓變壓器中間拉板、旁柱拉板、夾件、銅屏蔽和箱體的渦流損耗,為進(jìn)一步研究特高壓變壓器直流偏磁溫升效應(yīng)和制定特高壓變壓器直流偏磁評價指標(biāo)提高參考。
[Abstract]:In recent years, ultra-high voltage (UHVDC) transmission lines have been rapidly spread out in China. While the power transmission line is convenient and fast, the DC bias problem of grounding transformers in AC system is becoming more and more frequent and serious. As one of the core components of UHV power grid, the reliability and safety of UHV transformer is very important to the normal operation of the whole power grid. Based on the idea of calculating bias current by field circuit coupling method, this paper analyzes the process of field circuit coupling calculation and the structural characteristics of UHV transformer. Aiming at the problems existing in the application of field circuit coupling algorithm in DC bias calculation of UHV transformer, according to the actual parameters of UHV transformer, the transformer core winding model is established, and the DC bias field model is established by regular grid division. Effectively reduce the size of node elements in the field model; According to the electrical connection diagram of UHV transformer, the long transition process problem is solved by series resistance and voltage compensation. In the process of solving each step current by using the fourth-order Runge-Kutta method, the estimated current at the middle time is also returned to the field model to modify the inductance, so as to reduce the inductance fluctuation and improve the accuracy of the calculation. Through these three steps, a field-circuit coupling model suitable for no-load DC bias calculation of UHV transformer is built, and the bias current is calculated. On the basis of this model, this paper further simplifies the calculation flow and improves the calculation efficiency. By obtaining the inductance-current curve of UHV transformer and the no-load current peak-DC bias current curve of UHV transformer under the condition of magnetic bias, a real-time calculation method of DC bias no-load current of UHV transformer is proposed. Compared with the field-circuit coupling algorithm, the calculation results are verified. By selecting the optimal iterative algorithm and a variable step size strategy, the current waveform corresponding to the bias can be followed in real time when DC bias occurs, which provides a reference for preventing transformer protection from rejection or misoperation, on-line evaluation of transformer DC bias electrical parameters disturbance, and avoiding excessive harmonic current of reactive power compensation capacitors. The calculation model of DC bias eddy current loss of UHV transformer is established. The Eddy current effect of UHV transformer under different bias DC is calculated by using the partial magnetic current waveform obtained by real-time algorithm. The eddy current loss of UHV transformer intermediate drawing plate, side column drawing plate, clamp, copper shield and box body is studied. It provides a reference for further study of DC bias temperature rise effect of UHV transformer and improvement of DC bias evaluation index of UHV transformer.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM41

【參考文獻(xiàn)】

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1 譚瑞娟;王澤忠;鄧濤;胥建文;李書連;;特高壓變壓器空載直流偏磁計算精度分析[J];電工技術(shù)學(xué)報;2017年04期

2 孫樹波;譚黎軍;鄧華蓉;蘇鐘煥;王元凱;胡偉;;DFP-400000/1100特高壓大容量發(fā)電機變壓器的研發(fā)[J];變壓器;2016年07期

3 李鵬;李金忠;崔博源;董勤曉;時衛(wèi)東;趙志剛;;特高壓交流輸變電裝備最新技術(shù)發(fā)展[J];高電壓技術(shù);2016年04期

4 韓金華;楊曉輝;王豐華;段若晨;鄭含博;;500kV電力變壓器直流偏磁損耗特性的仿真研究[J];高壓電器;2015年05期

5 韓豐;宋福龍;羅金山;路暢;;“十三五”輸電網(wǎng)發(fā)展重點研究[J];中國電力;2015年01期

6 潘超;何雯婷;郝文波;徐冰亮;;一種變壓器時域場路耦合計算的自適應(yīng)算法[J];電工技術(shù)學(xué)報;2014年12期

7 官瀾;李光范;李博;趙志剛;李金忠;張書琦;;我國特高壓電力變壓器研制技術(shù)及發(fā)展[J];變壓器;2014年08期

8 韓金華;夏中原;王偉;王吉;王震宇;李曉綱;;特高壓變壓器現(xiàn)場局放試驗的變頻電源方法應(yīng)用[J];高壓電器;2013年10期

9 王澤忠;潘超;周盛;劉連光;;基于棱邊有限元的變壓器場路耦合瞬態(tài)模型[J];電工技術(shù)學(xué)報;2012年09期

10 吳云飛;汪濤;沈煜;姚堯;謝齊家;;特高壓換流變壓器現(xiàn)場局部放電試驗技術(shù)[J];高電壓技術(shù);2011年09期

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2 劉曲;高壓直流輸電系統(tǒng)單極大地運行時地中電流分布的研究[D];清華大學(xué);2007年

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2 趙峰;特高壓變壓器的主絕緣設(shè)計研究[D];華北電力大學(xué);2013年

3 李海龍;直流偏磁對變壓器箱體損耗及溫升影響的研究[D];華北電力大學(xué);2013年

4 張婕;特高壓變壓器涌流識別及直流偏磁對其影響研究[D];華北電力大學(xué);2012年

5 柳維衡;特高壓變壓器差動保護(hù)研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

6 黃剛;變壓器直流偏磁對微機保護(hù)的影響研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

7 彭惠;變壓器漏磁場及箱體渦流損耗計算[D];清華大學(xué);2004年

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本文編號：2499375