计及剩磁的空载变压器选相合闸研究

随机合闸空载变压器产生的励磁涌流容易引起电力变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大以及电能质量降低等问题。采用选相合闸技术来抑制空载变压器励磁涌流。实现空载变压器选相合闸的关键是有效预估变压器切除后铁芯中的剩磁。在分析选相合闸空载变压器原理的基础上,提出基于数值积分的铁芯剩磁测量方法。采用PSCAD/EMTDC软件对变压器空载合闸进行了仿真,仿真结果验证了选相合闸技术的有效性。搭建空载变压器选相投切试验平台,进行了空载变压器随机合闸、选相合闸试验。试验结果表明:与随机合闸相比,计及剩磁的空载变压器选相合闸能够有效地抑制励磁涌流,同时验证了剩磁测量方法的有效性。最后,针对三相联动断路器提出了相适应的空载变压器选相合闸策略,仿真结果验证了其有效性。     

一种变压器空载合闸励磁涌流抑制技术的研究

在分析了变压器励磁涌流产生机理和现有变压器励磁涌流抑制技术的基础上,提出了一种新的方法来抑制变压器励磁涌流--在变压器的一次侧采用Zigzag接法.这种方法的基本原理是通过降低空载合闸过程中变压器铁心的饱和程度,从而达到减小变压器励磁涌流的目的.理论分析和Pspice仿真结果表明,这种方法能够减小变压器空载合闸时的励磁涌流.     

计及剩磁的中性点不接地变压器选相合闸仿真与实验

选相合闸技术可以有效抑制空载变压器励磁涌流,传统的合闸策略只适用于中性点接地的变压器,针对中性点不接地变压器的选相合闸策略少有研究。为此,分析了空载变压器选相合闸的基本原理,研究了中性点不接地变压器空载合闸暂态过程中铁芯磁通的变化规律,并提出了针对中性点不接地变压器的选相合闸策略;基于PSCAD/EMTDC软件和动模实验平台对所提选相合闸策略进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明:随机合闸产生的励磁涌流高达7.7倍额定电流,而采用所提选相合闸策略进行选相合闸的励磁电流均在额定电流46%以下;所提选相合闸策略能够有效地抑制中性点不接地空载变压器励磁涌流。     

选相关合技术抑制空载变压器励磁涌流的实验研究

针对随机关合空载变压器产生励磁涌流的问题,采用选相关合技术来抑制励磁涌流。在分析选相关合空载变压器原理的基础上,研究了同时合闸策略、快速合闸策略和延时合闸策略下铁芯磁通的变化规律,并对比分析三种合闸策略的适用条件。最后搭建选相投切10 kV空载变压器实验平台,对有无剩磁时不同关合相位下的励磁涌流进行分析。实验结果表明:变压器铁芯无剩磁时,在电压峰值处合闸可以有效抑制励磁涌流;铁芯存在剩磁时,在电压峰值处合闸仍会产生励磁涌流。因此,有必要预测铁芯剩磁以确定最佳合闸相位,实现空投变压器的无冲击平滑过渡。     

基于相控开关技术的空载变压器励磁涌流抑制研究

断路器在随机关合空载变压器时会产生幅值、频率很高的励磁涌流,这种操作暂态可能导致微机继保装置误动作,降低用户电能质量和系统可靠性。根据空载变压器涌流产生的机理,采用选相关合技术消除变压器励磁涌流,研究了铁心剩磁和最佳关合相位关系;分析了断路器截流和暂态恢复电压对铁心剩磁影响,并给出了剩磁测量方法。在空载变压器选相关合原理基础上,采用ATP-EMTP软件建立空载变压器关合模型,对暂态过程进行了仿真。仿真结果表明,选相关合技术能有效消除空载变压器合闸时产生的励磁涌流,为空载变压器选相关合提供了理论基础。     

基于合闸电阻的变压器励磁涌流相控技术研究

分析了励磁涌流产生机理,借助数学手段推导出励磁涌流与磁链、合闸相角和合闸电阻的关系,得到了最佳合闸相位的计算公式,阐述了合闸电阻抑制励磁涌流的原理。提出合闸电阻与相控技术相结合的方法,使励磁涌流抑制效果达到最佳。采用ATP暂态仿真软件,搭建了三相变压器系统仿真模型,对合闸电阻接入阻值、接入时间、相控合闸进行了仿真与分析,得出了抑制励磁涌流的最佳方案。最后,通过三相变压器空载合闸实验来验证最佳合闸相位的合理性,对减小空载变压器合闸励磁涌流有指导意义。     

基于MatLab的抑制变压器励磁涌流仿真研究

以并联合闸电阻法、内插电阻法和选相分合闸技术,三种常用的抑制变压器励磁涌流的方法为例,利用MatLab/Simulink仿真软件搭建变压器模型,详细分析了合闸初相角、接地电阻对空载变压器合闸时的励磁涌流的影响,仿真分析结果表明,采用并联合闸电阻法时涌流衰减速度最快,而采用选相分合闸技术时涌流衰减的效果最好,但需要配合内插电阻法以提高时间准确度并降低操作难度。     

基于三相联动断路器的空载变压器选相关合

选相关合技术可以有效抑制空载变压器励磁涌流,常规的合闸策略只适用于可分相操作的断路器,基于三相联动断路器的选相关合策略少有研究。为此,分析了空载变压器选相关合策略的基本原理,研究了基于三相联动断路器的空载变压器合闸暂态过程中铁芯动态磁通的变化规律,并提出针对三相联动断路器的选相关合策略;基于PSCAD/EMTDC软件对所提选相关合策略进行仿真,仿真结果证明了此技术的有效性;搭建动模试验平台,对空载变压器进行了随机关合、选相关合试验。仿真和试验结果表明:随机关合产生的励磁涌流高达6.3倍额定电流;而针对三相联动断路器采用所提选相关合策略进行选相关合,空载变压器产生的励磁电流可抑制到额定电流的2倍,抑制效果明显。     

特高压换流变压器励磁涌流选相合闸抑制方法研究

随机合闸空载特高压换流变压器产生的励磁涌流容易造成合闸失败。文中分析了换流变合闸涌流的特殊性，并从理论上分析了剩磁、合闸角及合闸电阻对合闸涌流的影响，提出了合闸电阻结合选相合闸的特高压换流变压器励磁涌流抑制方法。利用PSCAD软件结合某±800 k V特高压直流换流站实际工况开展建模仿真，比较分析了合闸电阻、选相合闸及同时采用这两种措施抑制励磁涌流的效果。结果表明合闸电阻随机关合产生的励磁涌流高达额定电流的5.4倍；合闸电阻结合选相合闸抑制方法在保证选相合闸偏差时间在±2 ms以内时可有效抑制励磁涌流到额定电流的2倍以下。该换流站断路器改造后换流变空载合闸一次成功，验证所提抑制方法的有效性。     

真空断路器选相合闸空载变压器的试验研究

电力变压器是电网中至关重要的元件,并且是变电站中最昂贵的设备。如果空载时突然把变压器投入电网,由于变压器的非线性,在合闸瞬间会产生很大的励磁涌流,其幅值可达稳态时的几十倍或更高。通常励磁涌流的衰减速度要比短路电流的衰减速度更慢,在上述高幅值的励磁涌流下,很容易引起变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大以及电能质量降低等问题,而真空断路器的选相合闸能很好的解决这个问题。文中在某大功率试验站的6 kV网络试验回路上采用12 kV快速真空开关进行了空载变压器的合闸试验,试验中测量了真空断路器随机合闸、普通选相合闸和检测剩磁选相合闸空载变压器这3种情况下的励磁涌流,测得的涌流大小用于验证选相合闸的效果。试验结果表明与随机合闸相比,选相合闸能够显著减小励磁涌流,检测剩磁选相合闸与普通选相合闸相比更能显著减小励磁涌流,但是即使采用了检测剩磁选相合闸的方法,真空断路器的预击穿特性也对选相合闸效果存在影响。