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。     

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。     

串联合闸电阻的变压器励磁涌流抑制策略研究

变压器在空载投运时,因励磁涌流引起的继电保护误动时有发生。从励磁涌流产生机理及电路模型出发,借助数学手段分析励磁涌流与磁链、合闸相角和合闸电阻之间的关系,阐明串联合闸电阻抑制变压器励磁涌流的基本原理,通过Matlab软件中Power System Block的仿真计算及实验对得出的结论进行验证,为研究合闸电阻对供电系统及励磁涌流的影响提供一定的理论参考。     

基于选相合闸技术的变压器励磁涌流的仿真分析

变压器空载合闸过程中产生的励磁涌流,易使变压器继电保护误动作,也会对变压器设备和电网产生不利影响。相对于多种外部措施限制涌流的方法,选相合闸技术可以更有效地削减励磁涌流。笔者从变压器空载合闸的暂态过程着手,针对励磁涌流进行了理论计算分析和仿真分析,通过分析验证了相关方法减小和抑制励磁涌流的效果和存在的局限性,结果表明变压器选相合闸的方法能够最有效消除励磁涌流,从而减小对系统的冲击;同时针对同步开关技术的误差时间进行了分析仿真,结果表明合闸的时间误差需要控制在0.5 ms以内。     

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。     

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。     

基于可变合闸角的变压器励磁涌流抑制方法

变压器空载合闸励磁涌流可能引发电网安全问题,采用固定峰值选相合闸抑制励磁涌流的技术尚有提升空间。提出一种基于可变合闸角的励磁涌流抑制方法及控制策略,采用主变压器高压侧或低压侧的电压互感器测算剩磁,并根据剩磁情况调整目标合闸角,阐明了影响剩磁的关键因素及目标合闸角优选原则。试制了装置样机并通过动模仿真及开关带电试验验证了该方法的有效性,为工程实用化提供参考。     

选相分合闸削弱变压器励磁涌流的应用研究

关合空载变压器所产生的励磁涌流容易导致变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大,甚至损害系统设备、破坏电能系统稳定性等.采用选相合闸技术在铁芯中的预感应磁通与剩磁相等时刻投入变压器,可以有效地限制励磁涌流,并能简化继保装置、提高电能质量.分析了变压器空载投切的暂态过程及限制励磁涌流的控制策略,仿真分析及相关试验结果表明选相控制的永磁机构真空断路器很适合于选相分合闸的实现.     

断路器合闸电阻对变压器励磁涌流的影响

为了分析在不同合闸方式下断路器合闸电阻阻值对变压器励磁涌流的影响,使用EMTP软件进行了仿真计算,计算结果表明,断路器合闸电阻对变压器励磁涌流峰值有明显的削弱作用,在确定是否取消断路器合闸电阻时,应考虑到它对励磁涌流的影响。     

1000 kV变压器励磁涌流及抑制方法仿真研究

采用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,建立了计及铁心饱和与磁滞特性的1 000 kV变压器励磁涌流仿真模型,研究了多种合闸工况下1 000 kV变压器励磁涌流及断路器选相分合闸装置对励磁涌流的抑制效果,结果表明:当考虑断路器动作时间误差时,选相分合闸装置对变压器励磁涌流的抑制效果降低,提出了联合断路器选相分合闸与并联合闸电阻方案,加强励磁涌流抑制效果,保障电力系统安全稳定运行。     

330 kV变压器合闸励磁涌流分析

分析330 kV变压器合闸励磁涌流的影响因素,根据TRANSMAG-2D软件仿真计算结果和现场主变投运时的实际情况,得出不同的合闸角和剩磁是造成变压器在合闸时出现差异的主要原因。合闸角、剩磁及电网电压超过变压器实际档位电压时,对励磁涌流的影响较大,可对主变进行直流电阻测量后进行消磁处理,并在主变送电前将主变分接档位调整至1档。     

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。     

不考虑剩磁非同步合闸技术的混合变压器励磁涌流治理策略研究

当电力变压器接入电网时,由于剩磁和电压暂态分量等原因,变压器一次侧会产生较大的励磁涌流,容易引起差动保护误动作,造成大面积停电。针对以上问题,该文提出一种基于混合变压器模型的非同步合闸励磁涌流治理方法。首先,通过合理设计混合变压器拓扑,建立辅助绕组实现变压器电磁双耦合机制,为励磁涌流治理奠定磁路基础;其次,利用辅助绕组建立一种阶梯型调制磁场,在调制磁场的作用下铁芯磁通呈正弦式线性增加并趋于稳定;最后,通过电网采样电路获得一次侧电压信号,在磁通稳定后非同步合闸,可以有效地缓解励磁涌流的产生。搭建非同步合闸混合变压器样机平台验证所提方案的有效性,为当前电力系统躲“剩磁”、避“涌流”的现状,提供一定的参考依据。     

Preisach模型剩磁计算与抑制励磁涌流合闸角控制规律

变压器在因电力故障继电保护动作或因运行方式改变等原因而退出运行后再次投运时铁心剩磁并不是随机的。在分析磁性材料的时效特性的基础上,结合Preisach模型及其特性,推导出了分段计算铁心剩磁的方法。在此基础上,对单相变压器抑制励磁涌流的控制合闸角策略进行分析,推导出合闸角控制律,EMTP实验验证了该策略的正确性。同时,仿真实验揭示了在给定电流超调裕度下不同剩磁环境所对应的合闸角波动范围的变化规律;最后,遵循该规律,提供了设计单相峦压器抑励磁涌流装置的分段合闸角策略．     

励磁涌流引发的谐波过电压机理分析以及抑制措施研究

对励磁涌流引发的谐波过电压风险进行机理性分析,揭示出引发过电压的根本原因是输电线路传播的驻波效应和谐振效应共同作用。分析了断路器动作离散度、剩磁大小、对选相合闸最佳合闸时间的影响,推导了计及剩磁条件下合闸电阻理论投入最小时间,并根据实际工程要求,提出了一种在剩磁方向可测的条件下,综合利用选相合闸和合闸电阻的协调优化控制策略,该方法可在不超过常规设备能力的前提下,有效抑制空充主变时励磁涌流产生的谐波过电压。在四川某电网上进行了电磁暂态仿真测试,结果表明该方法真实有效,在不同工况下都能适用,具有较强的工程实用性和鲁棒性。     

计及剩磁的变压器励磁涌流的仿真研究

根据变压器的工作原理,推导出了剩磁的计算公式,并通过ATP-EMTP的仿真阐述了抑制励磁涌流的控制策略.     

考虑剩磁影响的变压器合闸涌流测试方法

为了研究考虑剩磁影响的变压器合闸涌流测试方法，本文建立三相变压器的合闸涌流仿真模型，结合三相变压器的涌流仿真结果，提出了针对三相变压器的考虑剩磁影响的变压器合闸涌流测试方法。     

采用选相位关合技术消除变压器空载合闸的励磁涌流

空载变压器合闸过程中,当铁芯磁通趋于饱和时,会产生幅值相当大的励磁涌流.这将造成很多不利影响,容易引起继电保护装置误动、绕组机械应力增大及电能质量降低等.如果利用相关的运算法则对铁芯通量和剩磁进行计算,选择关合相位角进行合闸可以消除这些暂态影响.通过MATLAB仿真分析,证明利用选相位角关合技术,可以消除投空载变压器时的励磁涌流.     

变压器空载合闸励磁涌流的仿真分析研究

变压器在轻载或者空载的情况下合闸通电的时候,可能变压器的一次侧绕组中流过励磁涌流。励磁涌流出现的原因是在变压器铁芯被拖入饱和区甚至是深度饱和区,励磁涌流对变压器自身和对电网中的电能质量都有不利影响。基于Matlab对单相变压器和三相变压器的合闸涌流进行了仿真研究,同时对变压器空载合闸涌流的特性进行了深入的分析,对变压器差动保护的精确整定,以及对变压器空载合闸励磁涌流的抑制方法提供了突破口。     

变压器空载合闸励磁涌流试验和仿真分析

变压器在空载合闸时,由于铁心饱和,引起励磁涌流,可能导致继电保护装置误动作、引起过电压而损坏设备的绝缘。针对此问题,采用EMTP/ATP软件对单相和三相变压器空载合闸进行仿真,研究饱和变压器模型、BCTRAN模型和Hybrid模型在变压器空载合闸仿真中的适用性和准确性,并且对一单相变压器进行空载合闸试验,研究其在不同合闸角和剩磁下的励磁涌流波形,对照分析仿真结果的准确性。结果表明,饱和变压器模型无法考虑磁滞和剩磁,其计算结果和实际结果偏差较大;BCTRAN模型通过添加外部非线性元件仿真铁心磁滞特性,计算结果较为接近试验值,但计算波形和试验波形有偏差;Hybrid是基于对偶性原理的磁路模型,更好的体现了磁通在铁心柱、铁轭以及气隙的流通路径,能更为准确的仿真励磁涌流大小和波形,所以在在变压器空载合闸仿真中推荐采用Hybrid模型。