铁磁谐振仿真模型的改进

在中性点绝缘的复杂电网中 ,因系统突发单相接地故障而激发的铁磁谐振现象经常出现 ,利用MATLAB内建的仿真工具实现了由于电压互感器非线性励磁电感和系统对地电容匹配而引起的铁磁谐振暂态过程的数字仿真 ,并分析比较了各种不同消谐方法的作用及效果     

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。     

铁磁谐振仿真模型的改进

在中性点绝缘的复杂电网中,因系统突发单相接地故障而激发的铁磁谐振现象经常出现,利用MAT-LAB内建的仿真工具实现了由于电压互感器非线性励磁电感和系统对地电容匹配而引起的铁磁谐振暂态过程的数字仿真,并分析比较了各种不同消谐方法的作用及效果.     

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。     

换流站中500kV站用变铁磁谐振过电压的研究

以某500 kV换流站发生的铁磁谐振现象为例,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对换流站的铁磁谐振机制、影响因素及各种消谐措施进行了研究。结果表明:站用变、CVT主电容、断路器断口电容共同构成了谐振回路,断路器的断开操作激发了谐振的发生。断路器在不同时刻断开引起的谐振过电压振荡持续的时间和过电压峰值均有较大的差异;断路器的备用状态对铁磁谐振发生的概率影响较大,当处于热备用状态时,概率约为60%～65%,处于冷备用状态时,概率约为5%～10%;增大励磁特性的拐点以及站用变容量有助于抑制铁磁谐振的发生,但中性点增加电阻对抑制铁磁谐振不起作用,同时铁磁谐振将引起高次的谐波,该谐波与励磁特性的拐点有关。可采用短时投入阻性负荷和降低断路器断口均压电容的办法来抑制换流站铁磁谐振的发生。     

基于EMTP-ATP的变电站铁磁谐振计算与消谐措施研究

变电站发生单相接地故障后易引发电压互感器(TV)铁磁谐振,导致TV熔丝频繁熔断,影响电力系统安全运行。为研究变电站铁磁谐振基本规律及影响因素,文中基于EMTP-ATP电磁暂态仿真软件,考虑了TV铁心的非线性特性,建立了某35 kV变电站铁磁谐振计算的分布参数模型,分析了变电站铁磁谐振的产生原因,并提出了抑制措施。研究表明:单相接地消失时刻决定了TV是否会激发铁磁谐振,若接地消失时非故障相电压为瞬时最大值,则TV将发生最严重的铁磁谐振。变电站消谐措施应优选消弧线圈与消谐器,其次是在开口三角绕组投入阻尼电阻。消弧线圈投入后,使得接地消失时刻TV三相电流降低至远小于其额定电流,从根本上避免了TV熔断器熔断;35 kV侧加装消弧线圈对于抑制10 kV侧TV铁磁谐振并无作用。安装消谐器时,在保证抑制铁磁谐振的同时,应考虑TV三相电流不能超过其额定值,避免熔丝熔断。TV开口三角绕组投入阻尼电阻值越小,对铁磁谐振的抑制效果越好,但TV三相电流越大,易烧毁熔断器;应准确判断接地消失时刻,精准投入阻尼电阻。     

电磁式电压互感器的铁磁谐振仿真研究

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,会在一定条件下产生铁磁谐振,影响系统的安全运行。笔者以ATP-EMTP仿真软件对铁磁谐振及多种消谐措施进行了仿真分析和综合比较,结合仿真分析及实际工程应用情况,认为在众多消谐措施中PT一次侧中性点接消谐器和4PT接线方式是比较好的消谐方法。     

基于PSCAD/EMTDC下串联补偿电容对铁磁谐振过电压影响的仿真与应用

为解决高压变电站中性点不接地的配电网中的铁磁谐振过电压问题,笔者通过对铁磁谐振原理的分析提出串联补偿电容消谐方法。基于PSCAD/EMTDC对500 k V变压器进行精准建模并且仿真,仿真结果表明,当系统发生铁磁谐振时投入串补电容后,铁磁谐振明显得到了抑制,并逐渐消除,恢复正常。在某500 kV变电站35 kV谐振侧投入串补电容,根据现场实时录波,进一步验证了串补消谐的正确性和可行性,有较强的工程使用价值。     

配电网铁磁谐振及消谐策略研究

在中性点不接地配电系统中,由于电磁式电压互感器(TV)的励磁电感具有非线性特性,在一定条件下容易发生铁磁谐振现象,对系统的安全稳定运行产生严重的影响。本文对中性点不接地系统中电磁式电压互感器铁磁原理及其带来的危害进行了简要的分析介绍。在对现有的各种消谐措施的原理以及各自存在的优缺点简要介绍的基础上,对改进的消谐措施以及现有的组合式的消谐措施进行详细的介绍,并提出系统需要根据具体的情况选择合适的消谐方式或者组合式的消谐措施。     

辽阳变电所220kV母线消谐试验的研究

在辽阳变电所２２０ｋＶＩ母线上进行了断路器断口并联电容和空母线上电磁式电压互感器（ＰＴ）之间的铁磁谐振消谐试验。试验验证了该系统当电源侧断路器分断后确实易于诱发分频铁磁谐振。试验表明新型消谐装置确有消谐功用，但１０次试验尚不足对其作出理想的全面考核。试验发现消谐器在谐振过程中每次动作作用时间太短，而且当消谐器中的可控硅开断后存在诱发非谐振相谐振的现象，因此有必要作出进一步的改进。系统中２２０ｋＶ空母线停送电操作还仍须继续执行有关局文的现定以策安全。     

中性点接地系统铁磁谐振非线性动力学分析

为了有效地抑制电力系统中铁磁谐振经常发生并严重威胁系统运行安全的复杂现象,应用非线性动力学中相平面、庞加莱截面、Lyapunov指数等方法分析了一典型110kV变电站中由断路器均压电容、系统设备对地电容及电磁式电压互感器铁心电感构成的铁磁谐振电路。通过对不同参数条件下系统中出现的基频谐振、分频谐振及混沌谐振的计算分析,可知应用非线性动力学相关理论及分析方法研究铁磁谐振现象,可确定不同谐振类型及其谐振区域。该法也将为深入理解系统铁磁谐振物理机理,有效防治铁磁谐振提供理论依据。     

PT铁损对铁磁谐振的影响分析

通过实测PT的参数,采用最小二乘曲线拟合的方式确定PT模型的特征曲线和铁损。分别对中性点直接接地系统和不直接接地系统的铁磁谐振现象进行分析,从理论上证明了PT的铁损对铁磁谐振的阻尼作用。利用MATLAB分别对两种系统进行仿真,研究在不同的谐振条件下,PT铁损的变化对谐振的影响。仿真结果表明,在各个谐振区域,这种影响都存在。PT的铁损越小,谐振越容易发生,产生的过电压越高,持续时间越长,这在中性点直接接地系统中尤为显著。仿真结果同理论分析相吻合。     

由于断路器并口电容引起的铁磁谐振研究

根据北京某220 kV变电站曾发生的铁磁谐振现象,利用电磁暂态软件分析了该变电站220 kV母线上接有电磁式电压互感器时,由于互感器和断路器并口电容组成了谐振回路,从而导致的铁磁谐振发生的概率。并且根据消除谐振回路的抑制铁磁谐振的思路,将母线上的电磁式电压互感器全部更换为电容式电压互感器后在电磁暂态软件下模拟。结果表明,对上述两种情况分别进行500次分断路器操作,带有电磁式电压互感器时发生谐振的可能性很大,而换成电容式电压互感器后发生谐振的可能性几乎为零。因此,用电容式电压互感器代替电磁式电压互感器从根本上消除了铁磁谐振回路,是一种效果很好的铁磁谐振抑制措施。     

PT励磁特性对铁磁谐振的影响及检测研究

在中性点不接地的电力系统中,系统母线装置的电磁式电压互感器(PT),在一定激发条件下极易引起铁磁谐振过电压。电力系统中铁磁谐振过电压受很多因数的影响。一些文献对铁磁谐振电路中的消耗、电压幅值、电容值的大小及合闸初相角对谐振过程的影响研究较多,本文将对非线性电感的励磁特性对铁磁谐振的影响进行深入分析。并利用粒子群优化算法求解非线性铁磁谐振电路方程,从而检测出系统发生铁磁谐振的类型。通过计算与仿真分析得出一些有实际意义的结论,为相关电力部门采取相应地措施消除谐振提供理论依据。     

电压互感器铁磁谐振的产生与消除

从本地系统产生谐振的实例出发,分析了电压互感器产生铁磁谐振的机理,包括直接接地系统对地电容引发的铁磁谐振、不接地系统单相接地引起的铁磁谐振和断路器接口并联的电容形成的铁磁谐振.找出了产生谐振的4个方面的具体原因.并从产生谐振的机理出发,全面阐述了消除谐振的8项措施,如在倒母线的操作中增加馈出线路的长度;在电压互感器一次侧中性点接地线上投入电阻;安装零序电压互感器;装设消谐器等.根据谐振的程度大小和出现谐振的具体原因,恰当运用这些措施,就能确保系统的可靠运行.     

铁磁谐振的防止与加装消谐TV的接线分析

在35 kV及以下小电流接地系统中,大量采用电磁式电压互感器,由于铁芯的非线性特点,电压互感器在饱和时,随着激磁电流的增加励磁电抗急剧下降,存在着与系统对地容抗产生铁磁谐振的可能性。通过分析产生铁磁谐振的条件,提出了加装消谐电压互感器防止铁磁谐振的方法,并分析了相应的接线形式。     

电网黑启动过程中的铁磁谐振分析

在电网的黑启动过程中,可能发生的铁磁谐振线性的本质及相应预防措施,文中分析了母线电容对铁磁谐振的影响,给出了铁磁谐振的本质是电容及电感的充放电过程,及补偿电容对非线性电感的助增作用;给出了在黑启动过程为了避免铁磁谐振的发生,应切除补偿电容器,待黑启动过程完成之后再投入相应的电容器的预防措施。电网最佳黑启动路径的铁磁谐振仿真分析结果验证了该文的上述观点及策略。     

电力系统铁磁谐振数字仿真及防范措施

铁磁式电压互感器TV是一种带铁心的电感元件,具有非线性的特点,在不同的激励条件下(系统发生短路接地故障、倒闸操作等)其电抗值会发生变化,容易与系统中的电容元件产生谐振.一般把带铁心的电感与电容元件产生的谐振称为铁磁谐振.铁磁谐振可使系统产生过电压或电流,铁磁谐振具有稳态性质,谐振时的过电压、过电流持续时间较长,能危及电...     

用参数不匹配混沌系统的脉冲同步方法抑制铁磁谐振过电压

根据非线性动力学理论和铁磁谐振的特性,提出一种新的抑制铁磁谐振的概念——用同步脉冲控制理论使过电压系统与正常工作的系统同步。通过Matlab软件仿真计算,表明该方法能有效实现谐振系统与正常系统的快速同步,大幅降低控制能量,并突破以往研究仅抑制混沌形态过电压的局限。同时,首次应用ATP-EMTP软件对采用脉冲抑制铁磁谐振的方法进行仿真,仿真结果同样验证了该理论的有效性。