配网PT铁磁谐振机理与抑制的试验研究

阐述了配电系统中电磁式电压互感器(PT)铁磁谐振产生的机理和特点,分析了阻尼谐振的依据,并针对配网系统发生较频繁的PT谐振现象,研制了一种基于固态开关(SCR)的新型配网PT消谐装置。PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了新型消谐装置良好的消谐效果,通过消谐装置抑制10kV高压原型模拟试验中激发的PT谐振的大量试验表明,该消谐装置动作可靠、性能良好。     

GTO控制阻尼电阻脉冲投入的铁磁谐振控制

变电站内母线电压互感器(TV)的二次侧通常装设有自动投切的阻尼消谐装置以消除投切空载母线引发的铁磁谐振。但受限于小阻值投入利于消谐、大阻值切除利于扰动控制的阻值选择矛盾,此类消谐装置可能因为投入阻值过大而无法消除谐振,或投入阻值过小而在自切除时引发二次谐振。针对上述传统消谐装置的弊端,提出了利用门极可关断晶闸管(GTO)控制小阻值电阻脉冲投入,通过投入占空比逐步减小至零逐步实现阻尼自切除的消谐方案。首先,通过数值仿真拟定了可在较广泛系统参数区间内实现有效消谐的阻值1.5?。然后,对比不同阻尼投入占空比减小方案,设计了不引起二次谐振的占空比减小方案"微步退出策略";谐波平衡分析证明了该方案的可行性,同时亦表明母线对地电容和断路器均压电容过小可能导致占空比减小至零即阻尼设备切除后铁磁谐振的自激。针对上述自激现象,进一步提出了并联二次电容的改善措施。仿真结果证明脉冲阻尼附加二次电容可保证谐振得到有效消除并实现阻尼设备的顺利退出。     

变电站铁磁谐振仿真分析及抑制措施研究

以某110kV变电站为原型,在考虑了母线零、正序参数和进出线路几何参数情况下,利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,对该变电站35kV侧由于出线单相接地引起的母线电压互感器的谐振情况及电压互感器一次侧中性点经非线性电阻接地,电压互感器开口三角短时投入阻尼电阻等措施的消谐情况进行了仿真计算。对母线上装设中性点接地的三相电容器组,采用电容式电压互感器等消谐方式的有效性进行了探讨。对谐振产生的原因和各种消谐措施的原理和消谐效果进行了分析比较。结合仿真结果和系统参数分析得出:单相接地故障消失时刻对于能否激发系统谐振起着关键性作用;电压互感器开口三角短时接入阻尼电阻和电压互感器一次侧中性点经非线性电阻接地2种措施消谐效果较为理想;H.A.Peterson的试验结论不能作为判断系统是否产生谐振的确切参数标准。     

防止铁磁谐振的阻尼电阻——消谐灯的研制

中性点非直接接地的电力系统,由于电磁式电压互感器(以下简称 PT)的激磁电抗与导线的对地容抗形成谐振回路,在一定的激发条件下,引起铁磁谐振,易造成保护误动、高压保险熔断、烧毁设备等事故。比较目前电力系统上所采取的各种消谐措施,其中在 PT 开口三角绕组中接入阻尼电阻是最简便易行的,只要阻尼电阻满足消谐的非线性要求,实践证明消谐效果是显著的。     

一种新型铁磁谐振检测技术及防治设备研制

在配电网中由电压互感器引起的铁磁谐振现象频繁发生,影响电力系统的安全稳定运行.微机消谐装置因其运行成本低、便于维护、一个系统只需要一台装置的优点而使用广泛.但传统检测零序电压型微机消谐装置难以识别基频谐振和单相接地故障.为有效识别铁磁谐振,快速、精准消谐,提出了一种基于饱和电流的铁磁谐振识别方法并设计了一款检测饱和型快速消谐装置.为检验该装置消谐性能,首先基于10 kV/35 kV一体式铁磁谐振试验平台进行消谐时间试验,然后在变电站中进行实际运行试验.最终得出所提装置消谐时间小于传统检测零序电压型微机消谐装置,且在实际应用中辨识谐振和消谐性能良好的结论.     

10kV配电网铁磁谐振消谐措施的仿真研究

在中性点不接地配电系统中,由于电磁式电压互感器(PT)励磁电感的非线性特性,在一定条件下容易产生铁磁谐振过电压,严重影响系统的安全运行。文章以嘉兴电力局斜桥变电所10kV配电网为模型,利用EMTP程序对PT高压侧中性点接非线性电阻、串单相PT、经消弧线圈接地、PT开口三角绕组接阻尼电阻或者分频消谐装置等多种消谐措施进行了详细的仿真分析和综合比较,发现中性点串单相PT的方式在消谐能力和全局性方面不如中性点串非线性电阻方式;在非线性电阻消谐方式下,正温度系数(PTC)热敏电阻和三次谐波滤波器可以较好地解决零序电压偏高的问题。此外,文章还定量研究了采用消弧线圈消谐的有效数值范围,分析了分频消谐装置在实际运行中不能很好消谐的原因,并对其他一些消谐方式的有效性进行了探讨。作者的工作可以为电力部门进行铁磁谐振过电压的防治提供较好的参考依据,对提高配电网的供电安全可靠性也有很高的实用价值。     

基于IGBT的配电网铁磁谐振抑制装置

针对配网铁磁谐振二次消谐存在的问题,提出了基于IGBT的配电网铁磁谐振消谐器改进方案。在PT开口三角形侧接入改进后的IGBT集成消谐器,当电网发生谐振时,在消谐器内部发生L、C串联谐振,产生幅值较高的电压,并经变压器耦合倒相后触发IGBT。此时,开口三角形接入阻尼电阻,产生强烈的阻尼作用使铁磁谐振迅速趋于衰减;其后,IGBT恢复为阻断状态,恢复开口三角形的断开状态。发生不同频率的谐振时,该集成消谐器可以选择性的投入不同的阻尼电阻,有效抑制不同频率引起的铁磁谐振。该新型消谐装置比微机消谐器具有更强的实时性和可靠性,其适用范围也更加广泛。     

35kV配电网电压互感器铁磁谐振影响因素及消谐措施仿真分析

根据铁磁谐振的产生机理,以某35 kV降压变电站为研究对象,利用PSCAD软件建立仿真模型,分析故障消除时刻、对地电容、电压互感器(TV)一次侧对地电阻对铁磁谐振的影响,证明3种因素均会对谐振过电压产生影响。对比分析了TV高压侧中性点接非线性电阻消谐器、增大系统对地电容、开口三角绕组两端接阻尼电阻、系统中性点经消弧线圈接地4种措施的消谐效果,认为系统中性点经消弧线圈接地的消谐效果最好,为实际工程中消谐措施的选择提供了参考依据。     

电力系统铁磁谐振消谐方法研究

铁磁谐振的发生导致绝缘事故、设备损坏,影响电网安全运行,为此,需要对铁磁谐振和消谐方法研究。常规方法是在PT二次侧开口三角两端接阻尼电阻,这样可能存在电阻容量不满足要求和影响继电保护的缺点。本文改进了该方法,提出瞬时零阻抗消谐法。利用Matlab/Simulink建立铁磁谐振系统模型,对瞬时零阻抗消谐法仿真验证,结果表明：（1）单相接地故障引起的铁磁谐振性质与线路的长度和故障切除时刻有关;（2）仿真结果表明瞬时零阻抗消谐法能够有效消除系统中发生的铁磁谐振。     

新型数字式消谐装置

本文首先讨论了消除铁磁谐振(以下简称消谐)的原理以及目前采用的消谐装置存在的问题。然后提出了研制数控式消谐装置的方案。最后简略介绍了我们研制的数字式消谐装置的结构、原理及试验情况。这种新型的消谐装置已通过了省级技术鉴定。