發(fā)布時間：2020-09-23 06:36

　　 相比陸上風(fēng)電場,海上環(huán)境更為特殊,由大量不同截面、不同長度的電纜組成的海上風(fēng)電場中壓集電系統(tǒng)有其自身的特殊性。風(fēng)的隨機性和間歇性會導(dǎo)致海上風(fēng)電場中壓集電系統(tǒng)的真空斷路器頻繁開合將使內(nèi)部集電系統(tǒng)產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓,該過電壓與電纜電容等電氣設(shè)備元件作用所產(chǎn)生的高頻振蕩過電壓是造成海上風(fēng)電場機端變壓器等設(shè)備絕緣損壞的主要因素。為了使海上風(fēng)電場能經(jīng)濟可靠地并網(wǎng)運行,減少電網(wǎng)故障而提高供電可靠性,研究復(fù)雜多變的瞬態(tài)過電壓,獲取瞬態(tài)過電壓規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上提出瞬態(tài)過電壓保護裝置是十分必要的。本文的主要內(nèi)容如下:(1)瞬態(tài)過電壓具有高頻率、高陡度、存在時間不確定等特征,現(xiàn)有電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真軟件的軟件包中的模型不適用于研究瞬態(tài)過電壓。本文基于PSCAD/EMTDC仿真軟件開發(fā)出能反映真空斷路器預(yù)擊穿特性的自定義模型,該考慮了真空斷路器介質(zhì)絕緣強度和高頻熄弧能力兩個特征參數(shù),提出真空斷路器合閘算法實時控制可控電阻值模擬斷路器開合。電纜模型采用頻率依賴模型,并基于實際電纜物理結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)對電纜模型參數(shù)進(jìn)行了修正和計算,能正確反映電纜波阻抗和波的傳播速度。變壓器模型則是在PSCAD的UMEC模型基礎(chǔ)上對變壓器高壓側(cè)、低壓側(cè)和高低壓間并聯(lián)電容,模擬變壓器的高頻特性。(2)瞬態(tài)過電壓的幅值和陡度對變壓器的絕緣性能影響很大,但目前對瞬態(tài)過電壓的研究較少,尤其少有對瞬態(tài)過電壓陡度進(jìn)行定量分析。本文基于自定義模型,在PSCAD中搭建簡化的海上風(fēng)電場中壓電纜集電系統(tǒng),研究真空斷路器合閘初相角、電纜長度和機端變壓器位置對瞬態(tài)過電壓的影響,仿真結(jié)果表明機端變壓器位于機艙且合閘初相角為15°時過電壓陡度最大。(3)目前工業(yè)常用的過電壓抑制措施主要是安裝浪涌保護器,包括氧化避雷器(MOA)、RC保護器和新型裝置扼流線圈,而海上風(fēng)電場只使用了 MOA。本文仿真比較了在機端變壓器高壓側(cè)安裝MOA、RC保護器和扼流線圈三種保護裝置抑制瞬態(tài)過電壓的效果,其中扼流線圈對瞬態(tài)過電壓陡度的抑制效果最為明顯,從而為實際海上風(fēng)電場設(shè)備選型與安全運行提供指導(dǎo)依據(jù)。
【學(xué)位單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM614
【部分圖文】：

圖.石拍

從圖３－５ａ）可以看出，點Ａ為斷路器合閘信號；點Ｂ為觸頭沒有物理接觸逡逑前提前導(dǎo)通，發(fā)生第一次預(yù)擊穿；點Ｃ為斷路器多次預(yù)擊穿導(dǎo)致，進(jìn)一步表明逡逑斷路器暫態(tài)恢復(fù)電壓和介質(zhì)絕緣強度隨著開斷時間不斷減小，當(dāng)斷路器暫態(tài)恢逡逑復(fù)電壓超過介質(zhì)絕緣強度時斷路器重新?lián)舸稽cＤ為斷路器觸頭完全閉合。圖逡逑２－４ｂ）為流過斷路器的電流，從圖中可以看出電流第一次導(dǎo)通時刻（點Ｂ）以逡逑及最終物理閉合時刻（點Ｄ）。觸頭開始閉合時刻（點Ａ）由于斷路器還沒有導(dǎo)逡逑通，電流保持為０。觸頭物理閉合時刻（點Ｄ）斷路器完全導(dǎo)通，電流基本上逡逑保持不變，為工頻電流。從而可以說明利用ＰＳＣＡＤ搭建的真空斷路器模型能逡逑夠反映實際真空斷路器預(yù)擊穿特性，進(jìn)而驗證了該模型的有效性。逡逑

從圖３－５ａ）可以看出，點Ａ為斷路器合閘信號；點Ｂ為觸頭沒有物理接觸逡逑前提前導(dǎo)通，發(fā)生第一次預(yù)擊穿；點Ｃ為斷路器多次預(yù)擊穿導(dǎo)致，進(jìn)一步表明逡逑斷路器暫態(tài)恢復(fù)電壓和介質(zhì)絕緣強度隨著開斷時間不斷減小，當(dāng)斷路器暫態(tài)恢逡逑復(fù)電壓超過介質(zhì)絕緣強度時斷路器重新?lián)舸�；點Ｄ為斷路器觸頭完全閉合。圖逡逑２－４ｂ）為流過斷路器的電流，從圖中可以看出電流第一次導(dǎo)通時刻（點Ｂ）以逡逑及最終物理閉合時刻（點Ｄ）。觸頭開始閉合時刻（點Ａ）由于斷路器還沒有導(dǎo)逡逑通，電流保持為０。觸頭物理閉合時刻（點Ｄ）斷路器完全導(dǎo)通，電流基本上逡逑保持不變，為工頻電流。從而可以說明利用ＰＳＣＡＤ搭建的真空斷路器模型能逡逑夠反映實際真空斷路器預(yù)擊穿特性，進(jìn)而驗證了該模型的有效性。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2824983