本文關(guān)鍵詞：變電站快速暫態(tài)過(guò)電壓下空間瞬態(tài)電磁場(chǎng)的研究和分析

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【摘要】：隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展,電網(wǎng)不斷擴(kuò)大,500kV的輸變電系統(tǒng)在我國(guó)電力系統(tǒng)占據(jù)主要位置。如今變電站大部分均采用的是分層分布式的保護(hù)和控制系統(tǒng),一些二次設(shè)備下放安置在變電站的高壓開(kāi)關(guān)場(chǎng)內(nèi),因這些由超大規(guī)模集成電路組成的電力電子設(shè)備工作時(shí)信號(hào)電平較低且絕緣薄弱,當(dāng)氣體絕緣變電站中由于隔離開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的瞬態(tài)輻射電磁場(chǎng)很可能會(huì)干擾敏感設(shè)備的正常工作,使二次設(shè)備在電磁信號(hào)的干擾下可能會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)或損壞設(shè)備的現(xiàn)象,進(jìn)而使電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行受到影響。因此氣體絕緣變電站開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的空間瞬態(tài)電磁問(wèn)題成為確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要因素。針對(duì)所提出的問(wèn)題,本文以500kV超高壓氣體絕緣變電站為研究對(duì)象,首先,對(duì)氣體絕緣變電站的一次系統(tǒng)中各高壓元器件設(shè)備的建模方法進(jìn)行研究和總結(jié),并在電磁暫態(tài)程序平臺(tái)上搭建了超高壓氣體絕緣變電站的一次系統(tǒng)波過(guò)程內(nèi)部暫態(tài)電路模型,對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的快速暫態(tài)過(guò)電壓進(jìn)行計(jì)算,得到暫態(tài)過(guò)電壓頻譜特性。然后,對(duì)暫態(tài)電壓波在殼體上的傳導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行分析,基于多導(dǎo)體傳輸線理論對(duì)開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的暫態(tài)殼體過(guò)電壓進(jìn)行分析建模。結(jié)果表明,開(kāi)關(guān)操作的暫態(tài)過(guò)電壓傳導(dǎo)至殼體的干擾電壓幅值最高為0.848p.u.出現(xiàn)在出線套管處的金屬殼體上,頻率范圍廣泛,主要分布在3-35MHz之間,其高頻特性很容易對(duì)空間形成電磁干擾。最后,運(yùn)用矩量法對(duì)變電站空間瞬態(tài)電磁場(chǎng)進(jìn)行建模。將GIS殼體的暫態(tài)波進(jìn)行快速傅里葉變換,由時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域,并對(duì)頻率進(jìn)行采樣,將采樣頻率對(duì)應(yīng)的暫態(tài)殼體電壓作為計(jì)算模型的激勵(lì)源導(dǎo)入到天線模型中,得到變電站近區(qū)場(chǎng)的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布情況。結(jié)果表明,空間位置是影響空間瞬態(tài)電磁場(chǎng)的關(guān)鍵因素。在近區(qū)場(chǎng)內(nèi),場(chǎng)強(qiáng)隨距離激勵(lì)源位置增大而迅速衰減,場(chǎng)強(qiáng)的變化梯度很陡,形成復(fù)雜的非均勻場(chǎng)。同時(shí),在近區(qū)場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)空間輻射場(chǎng)的影響。對(duì)不同頻段的電場(chǎng)分布進(jìn)行計(jì)算可知,頻率對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度也有一定的影響,場(chǎng)強(qiáng)隨頻率的增加呈下降趨勢(shì),在VFTO的主要頻段較為嚴(yán)重。
【關(guān)鍵詞】：空間瞬態(tài)電磁場(chǎng) 電磁兼容 隔離開(kāi)關(guān) 氣體絕緣變電站
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM63
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題的來(lái)源及研究的背景意義9-11
• 1.1.1 電磁兼容問(wèn)題的提出9
• 1.1.2 變電站內(nèi)的電磁干擾問(wèn)題9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 變電站瞬態(tài)電磁環(huán)境的研究方法12-13
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 多導(dǎo)體傳輸線方程及其解法14-23
• 2.1 傳輸線14-16
• 2.2 多導(dǎo)體傳輸線模型及其方程16-18
• 2.2.1 多導(dǎo)體傳輸線模型16-17
• 2.2.2 多導(dǎo)體傳輸線方程17-18
• 2.3 多導(dǎo)體傳輸線的頻域解法18-19
• 2.3.1 模變換18
• 2.3.2 多導(dǎo)體傳輸線方程的解18-19
• 2.4 貝杰龍法19-20
• 2.4.1 多導(dǎo)體無(wú)損傳輸線的變換19
• 2.4.2 雙線無(wú)損傳輸線的等效模型19-20
• 2.5 時(shí)域有限差分法20-23
• 第3章 GIS中傳導(dǎo)過(guò)程的分析與計(jì)算23-38
• 3.1 變電站結(jié)構(gòu)23-24
• 3.2 一次系統(tǒng)計(jì)算模型的建立24-29
• 3.2.1 主要元件的等效原理24-27
• 3.2.2 各元件等效模型一覽表27-29
• 3.3 波過(guò)程的仿真計(jì)算29-31
• 3.3.1 內(nèi)部暫態(tài)電路的建立29
• 3.3.2 仿真結(jié)果29-31
• 3.4 傳導(dǎo)過(guò)程的建模與計(jì)算31-37
• 3.4.1 計(jì)算電路的建立31-34
• 3.4.2 仿真結(jié)果34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 空間瞬態(tài)電磁場(chǎng)的建模與計(jì)算38-54
• 4.1 計(jì)算流程及計(jì)算方法38-39
• 4.1.1 計(jì)算流程38-39
• 4.1.2 計(jì)算方法39
• 4.2 空間瞬態(tài)電磁場(chǎng)計(jì)算模型的建立39-44
• 4.2.1 細(xì)線模型39-42
• 4.2.2 激勵(lì)源42-44
• 4.3 計(jì)算結(jié)果與分析44-52
• 4.3.1 電場(chǎng)分布及磁場(chǎng)分布計(jì)算結(jié)果44-49
• 4.3.2 空間位置對(duì)電場(chǎng)分布及磁場(chǎng)分布的影響49-51
• 4.3.3 不同頻段下的電場(chǎng)分布51-52
• 4.4 計(jì)算結(jié)果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 在學(xué)研究成果58-59
• 致謝59

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