空載變壓器在合閘操作時將會產(chǎn)生較高幅值的勵磁涌流,并向電力網(wǎng)中注入各次諧波,引起電流、電壓的畸變,可能對電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行產(chǎn)生不利影響,如造成直流閉鎖或產(chǎn)生過電壓現(xiàn)象等,因此探究限制變壓器勵磁涌流的措施,對于確保電網(wǎng)可靠運(yùn)行及相關(guān)電網(wǎng)設(shè)備安全,具有重要意義。本論文采取對變壓器的飽和程度進(jìn)行主動控制的技術(shù)路線,研究基于附加直流勵磁控制和選相投切技術(shù)的變壓器勵磁涌流抑制措施。研究成果對于研制相關(guān)抑制裝置、解決此類工程問題具有理論指導(dǎo)意義。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)從理論上,對變壓器合閘過程中勵磁涌流的產(chǎn)生機(jī)理和諧波特性進(jìn)行分析,研究其對直流輸電設(shè)備等電網(wǎng)設(shè)備的影響。通過理論公式定性分析了變壓器合閘過程中磁鏈和電流的特征,以及勵磁涌流的諧波分量;通過簡化電網(wǎng)模型,仿真分析了直流送端、受端換流站近區(qū)電網(wǎng)合閘空載變壓器時電網(wǎng)的諧波和電壓畸變現(xiàn)象,以及分別引起的直流諧波及換相失敗問題。(2)提出了一種基于直流分量補(bǔ)償?shù)膭畲庞苛饕种品椒?研究了其基本原理、裝置設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)。提出一種在合閘后動態(tài)跟蹤勵磁涌流直流分量,通過整流電路輸出直流電流以補(bǔ)償該直流分量,從而降低變壓器飽和程度、抑制勵磁涌流的方法。首先,定性分析了勵磁涌流直流分量的幅值對變壓器飽和特性的影響,明晰了降低該直流分量對于限制勵磁涌流的作用。其次,提出基于直流分量補(bǔ)償?shù)木唧w抑制方法,包括直流電流補(bǔ)償回路的接入方式,以及該直流電流的控制方法。此后,研究了抑制裝置的設(shè)計方法和參數(shù)選取原則,包括抑制裝置的基本結(jié)構(gòu)、直流電流的控制環(huán)節(jié)等方面設(shè)計,并介紹了采用VSC型直流勵磁電源的基本結(jié)構(gòu)。最后,選取典型設(shè)備參數(shù),仿真分析該抑制裝置對于勵磁涌流幅值及各次諧波分量的限制效果。(3)在研究變壓器選的相投切技術(shù)基礎(chǔ)上,研究給出兩種變壓器合閘綜合控制策略,即直流分量動態(tài)補(bǔ)償與選相控制相結(jié)合的控制策略,以及預(yù)勵磁與選相控制相結(jié)合的控制策略,并采用仿真分析驗(yàn)證了上述策略的應(yīng)用效果。首先,闡述了在有無剩磁兩種情況下的變壓器選相投切控制策略。其次,研究了直流分量動態(tài)補(bǔ)償與選相控制相結(jié)合的合閘策略,即對于首合相考慮前述直流分量補(bǔ)償控制,對于后兩相考慮采用選相控制;研究并提出了具體策略并通過仿真驗(yàn)證其應(yīng)用效果。最后,研究了預(yù)勵磁與選相控制相結(jié)合的合閘策略,即在變壓器合閘前向變壓器注入預(yù)勵磁電流,使變壓器磁鏈達(dá)到某一恒定值,相當(dāng)于設(shè)定當(dāng)前剩磁值,并采用選相控制策略進(jìn)行合閘;研究并提出了具體策略并通過仿真驗(yàn)證其應(yīng)用效果。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM41
【部分圖文】：

（１）斷路器加裝合閘電阻??通過在斷路器的合閘回路中串接一個電阻，從而達(dá)到抑制勵磁涌流的幅值??以及其暫態(tài)過程的目的，可明顯消減勵磁涌流的影響。其原理如圖１－１所示。斷??路器合閘電阻可明顯抑制或削減制勵磁涌流產(chǎn)生的影響，在國內(nèi)外相關(guān)工程中??獲得了廣泛的應(yīng)用，在我國，目前新建７５０ｋＶ￣１０００ｋＶ變壓器的高壓側(cè)均要求加??裝合閘電阻。早期國內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者對合閘電阻技術(shù)開展了研究。文［１９］??詳細(xì)對變壓器勵磁涌流在斷路器合閘電阻作用下的影響進(jìn)行了討論；文［２０］充分??３??

２．１．１勵磁涌流的產(chǎn)生機(jī)理??暫不考慮其他繞組及漏感的影響，僅考慮勵磁電感，將變壓器視為一個非??線性電感元件，并近似以兩段折線模擬變壓器磁化曲線，如圖２－１所示。圖中??橫、縱坐標(biāo)分別表示電流和磁鏈，《。表示磁飽和點(diǎn)所對應(yīng)的磁鏈。??７?????？?ｉ??圖２－１變壓器近似磁化曲線??變壓器合閘過程中的簡化電路如圖２－２所示，其中，＾表示合閘母線的電壓，??？表示變壓器的電壓，Ｖ／表示變壓器的磁鏈，均采用標(biāo)么值來表示，其基值分別??為變壓器的額定磁鏈和額定電壓。??７??

Ｐ０且ｃｏｓ（ａ）＞０，則半個周期后磁鏈達(dá)到最大值２！／＾〇５（〇）＋！＾。若在電壓過零??點(diǎn)的時刻，即《＝〇°時操作合閘，此時磁通的極值為２ｉ＾＋Ａ，飽和現(xiàn)象達(dá)到最高??程度［４７］。根據(jù)圖２－１所示的磁化曲線，在磁鏈達(dá)到飽和點(diǎn)前，變壓器表現(xiàn)為線??８??
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本文編號：2858719