隨著電力能源的廣泛應(yīng)用和新能源的普及,變電站及大型風(fēng)電場的數(shù)量逐漸增多。變壓器是風(fēng)電場及變電站中最重要的元器件之一,在電力系統(tǒng)中起著變換電壓的作用。但在關(guān)合空載變壓器時,由于變壓器鐵芯磁通的飽和而產(chǎn)生勵磁涌流。勵磁涌流的存在易使變壓器差動保護(hù)誤動作,嚴(yán)重的過電流易使變壓器繞組發(fā)熱,降低變壓器絕緣性能,影響變壓器使用壽命。傳統(tǒng)的勵磁涌流識別技術(shù),雖然可以識別勵磁涌流,在合閘時避免變壓器差動保護(hù)誤動作,但始終沒能抑制勵磁涌流,對變壓器本身的傷害也一直存在。隨著新型操動機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,同步關(guān)合技術(shù)日趨成熟,此技術(shù)可以從源頭上抑制勵磁涌流。但是在電網(wǎng)中,還存在著很多傳統(tǒng)斷路器,這部分?jǐn)嗦菲髦挥幸粋�操動機(jī)構(gòu),不能分相操動,本文針對這部分三相聯(lián)動的斷路器進(jìn)行了研究。首先分析變壓器基本性能及構(gòu)造,對選相關(guān)合技術(shù)基本原理進(jìn)行分析。研究了變壓器空載關(guān)合引發(fā)勵磁涌流的影響因素,仿真分析了剩磁大小及極性,系統(tǒng)阻抗,合閘相位等因素對勵磁涌流的影響。研究了三相聯(lián)動斷路器關(guān)合特性;分析了在一個周期內(nèi)不同相位分閘斷路器時變壓器鐵芯內(nèi)剩磁分布情況。根據(jù)不同的剩磁分布,提出了基于三相聯(lián)動斷路器的空載變壓器關(guān)合策略,即在變壓... 

【文章來源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

變壓器工作原理圖

西華大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖2.2單相變壓器等效電路圖Fig.2.2Equivalentcircuitdiagramofsingle-phasetransformer如圖2.2所示為變壓器的等效原理圖。圖中，R1、R2分別為變壓器原邊及副邊的繞組電阻，L1、L2分別為變壓器原副邊的勵磁電感，Lm為勵磁支路電感。設(shè)空載變壓器原邊額定電壓為1mutUsint(2.1)式中，Um為原邊額定電壓峰值，ω為系統(tǒng)電壓的角頻率，為變壓器投入運行時的電壓初相角。將變壓器原邊繞組方程改寫為111didutRiLdtdt(2.2)式中，φ為變壓器鐵芯中的主磁通，i為變壓器一次側(cè)勵磁電流。當(dāng)變壓器穩(wěn)態(tài)運行時，鐵芯磁通沒有飽和，一次側(cè)的勵磁電感L1≈φ/i。將L1帶入式（2.2）中并解微分方程有1mm/cosRtLUtCe(2.3)式中，常數(shù)C由鐵芯中的剩磁φr決定，由于鐵芯為鐵磁材料，其具有磁滯特性，所以在變壓器斷電后鐵芯中會殘留剩磁。當(dāng)變壓器在t=0時刻投入運行，由磁鏈?zhǔn)睾愣�，結(jié)合式（2.3）可知mrCcos(2.4)式中，φm=Vm/ω為變壓器穩(wěn)態(tài)運行時鐵芯磁通峰值。結(jié)合式（2.3）（2.4）可得動態(tài)磁通φ的表達(dá)式為1m/mmrcoscosRtLte(2.5)分析式（2.5）可知，變壓器鐵芯磁通由兩部分構(gòu)成：φmcos(t+)為穩(wěn)態(tài)磁通分量，即變壓器鐵芯中的預(yù)期磁通；11/mr(cos)eRtL為暫態(tài)磁通分量。空載變壓器穩(wěn)態(tài)運行時，鐵芯磁通運行在磁化曲線的線性段，繞組勵磁電感較高，勵磁電流遠(yuǎn)小于其額定電流。當(dāng)關(guān)合空載變壓器時，由于剩磁的存在以及關(guān)合相位等因

基于剩磁控制的空載變壓器同步關(guān)合策略研究8素，鐵芯磁通瞬間飽和，勵磁電感變小，變壓器中產(chǎn)生高幅值，多諧波的勵磁涌流，如圖2.3所示。變壓器鐵芯的飽和越嚴(yán)重，則繞組中產(chǎn)生的勵磁涌流幅值就越大。圖2.3勵磁涌流與鐵芯磁通的關(guān)系Fig.2.3Relationshipbetweeninrushcurrentandcoreflux由于風(fēng)電場的特殊性，在風(fēng)電場中并聯(lián)了多個風(fēng)機(jī)變壓器。如圖2.4為兩臺變壓器并聯(lián)的系統(tǒng)圖。圖中，US為系統(tǒng)電源，i1、i2分別為變壓器T1、T2的原邊電流，QF為斷路器。當(dāng)空載變壓器T2關(guān)合時，大量的的勵磁涌流直流分量將造成相鄰正常運行變壓器T1的磁通飽和，進(jìn)而在變壓器T1中引發(fā)和應(yīng)涌流[58-59]。圖2.4風(fēng)電場并聯(lián)變壓器系統(tǒng)圖Fig.2.4Windfarmparalleltransformersystemdiagram為方便分析，建立如圖2.5所示為風(fēng)電場兩臺并聯(lián)變壓器系統(tǒng)的等效電路。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：2924586