10kV并联电抗器开断过电压理论与仿真建模研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woshoubei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着真空断路器和并联电抗器在配电网中的广泛应用,由真空断路器开断并联电抗器时产生的过电压而引发设备绝缘击穿的事故频发,已经成为了一个不能忽视的问题。为了保证电气设备的安全和电网的稳定运行,避免由事故频发带来的经济损失,有必要研究并联电抗器的开断过程,找出导致事故发生的本质原因,从而采取必要的应对措施。
  本文主要从理论分析和仿真建模两个方面开展对真空断路器开断10kV并联电抗器产生的过电压的研究。
  首先,介绍了操作过电压和截流过电压的相关理论,研究了真空断路器开断10kV并联电抗器时产生的截流过电压。根据电路理论建立了单相和三相的等效电路模型,并计算了并联电抗器的截流过电压。通过灵敏度分析,得出断路器的截流值和电抗器的电感值是影响截流过电压大小的重要因素,分析了断路器的截流值和电抗器的电感值对截流过电压大小的影响程度。
  其次,对三芯电缆的基本结构和ATP-EMTP软件进行了简单介绍。由于在10kV交联聚乙烯三芯电缆中,高频电压波形是会随着频率的变化而发生变化的,因此选择频率相关的JMarti模型,对变电站中连接真空断路器和并联电抗器的10kV三芯电缆进行了建模。将实际电缆的几何参数转换为仿真模型的几何参数,对10kV三芯电缆进行精细化多层建模,以得到更为精确的仿真模型。
  最后,考虑了主要设备的参数和系统的寄生参数,使用ATP-EMTP软件对真空断路器开断10kV并联电抗器的过程进行了仿真研究。分析了所得到的断路器断口间的电流波形、母线侧的电压波形、并联电抗器处的电压波形和断路器的断口恢复电压波形。结果表明,在断路器开断时产生的截流过电压使得断口间隙发生多次重燃,产生很高的重燃过电压,而重燃过电压要略低于截流过电压。随后,简单介绍和分析了几种理论可行的抑制并联电抗器开断过电压的方法。
其他文献
近年来,太阳能、风能等分布式能源发展十分迅速。逆变型分布式电源并网控制要求快速、准确地提取电网电压的同步信息。同步参考坐标系锁相环(SRFPLL)是最常用的电网同步信息提取手段,但在电网电压存在不对称、谐波、直流偏置等情况下,提取的电网电压频率、相位和幅值存在较大误差。针对非理想条件下SRF-PLL所存在无法准确锁相的问题,本文研究基于自适应陷波器的新型锁相方法,提高锁相环同步信息提取的实时性和准
随着动力电池等技术的不断完善,新能源汽车及其相关技术越来越成熟。由于人们生活观念的改变与不断革新的技术水平,以锂离子动力电池为能源的新能源汽车在未来很可能取代燃油汽车成为交通运输的主要工具。其中锂离子动力电池由于其比能量高,循环寿命长等优点如今成为新能源汽车主要的能量来源之一。但是锂离子动力电池仍然存在诸如充电耗时长,热稳定性差等缺点。除了对电池本身化学结构的改进,优化充电策略仍然是改善充电性能的重要途径。鉴于此,本文在详细的分析了多段恒流充电策略的基础上提出了一种自适应电流充电策略。并且建立了准确的电池
鉴于优异的绝缘性能,交联聚乙烯(XLPE)电缆被广泛地应用于电力系统中,但限于制造工艺不足和工作环境恶劣,电缆绝缘缺陷给电力系统的安全可靠带来了极大的隐忧,电缆绝缘检测已成为电力系统中重要的研究领域。目前检测手段中,耐压试验有破坏性,交流叠加法易受干扰,局部放电信号诊断识别困难。为精确判定电缆的绝缘性能,提出了一种全覆盖型叉指式电容传感技术,可用于电缆绝缘的长期无损检测,尤其适用于电缆接头处。对传
随着我国社会现代化建设的不断推进,各种敏感负载在人们的生产和生活中得到了广泛应用,保证电能质量符合这些设备的用电要求尤为重要。在电压暂降、电压骤升、电压谐波等各种电能质量问题中,电压暂降发生次数最多,对企业用户造成的损失最大。动态电压恢复器(Dynamic voltage restore,DVR)是针对电压暂降等问题而开发出的一种电能质量治理装置,可以在电压暂降发生时快速补偿负载电压,保证负载不受影响,且具有良好的动态特性,是目前解决电压暂降最经济有效的方案。本文设计了应用于中压配网侧的三相动态电压恢复器
随着能源危机和环境污染的日益严重,新能源电动汽车受到了国内外的高度重视。在市场和政策双重驱动下,近年来我国电动汽车销量增长迅速。电动汽车动力电池组通常是由比能量高、循环寿命长的锂离子电池单体构成,但锂离子电池的容量和充电速度极大影响着电动汽车的续航充电,因此制约电动汽车行业发展的锂离子电池充电相关技术受到了广泛关注。针对电动汽车锂离子电池充电速度和安全性等问题,论文对电池充电策略进行了相关研究并设计了电池充放电状态监测系统。
  本文针对锂离子电池充电相关技术开展了一系列工作,所取得的进展主要体现在
电力系统在遭遇强烈的外力因素(如极端天气等)的干扰时,自身的保护系统和安全措施仍有可能无法避免大范围的停电事故发生。在大停电事故发生后,对电力系统进行黑启动是挽回停电损失的重要补救措施。目前输电系统的黑启动技术研究已经比较深入和成熟,而针对配电网黑启动技术的研究还相对比较少。
  随着以光伏和储能为代表的分布式电源技术的快速发展和国家相关政策的支持,电力系统中的分布式电源渗透率持续上升。利用分布式电源进行黑启动为配电网黑启动技术的研究提供了新的思路。本文围绕基于分布式电源的配电网黑启动技术主要做了以
分布式电源参与并网导致了大量的谐波产生,严重影响电力系统的安全稳定性。无源滤波器的滤波效果有限,而有源滤波性能方面优势明显,具有较好的谐波抑制效果,逐渐成为治理谐波污染的重要手段。虽然有源滤波器虽有较好的谐波抑制效果,但也存在通带范围受有源器件带宽限制,需额外直流电源供电,且可靠性不高等问题。为了追求更好的滤波效果,本文创新性提出一种无源滤波技术与有源滤波技术相结合的混合滤波器,以达到更好的滤波效果。
  本文研究利用有源电力滤波器(Active Power Filter ,APF)对分布式发电系统
直流配电系统以其低损耗、运行灵活、便于分布式电源接入等特性成为了国内外的研究热点。由于其低阻尼、故障传播快的特点,故障的快速隔离与恢复是制约直流配网发展的关键。直流断路器作为分断直流故障的关键设备,可以在允许换流站不闭锁的前提下分断故障,能够满足直流配网对故障的快速隔离与恢复的要求,但也存在直流电弧熄灭难、电子器件成本高、分断电流时间长等研究难点。本文以现有的混合式直流断路器为基础,进行了以下研究:
  首先基于混合式直流断路器的基本原理对其在配网中分断故障电流的过程进行了建模与暂态分析;从分析中提
配电线路作为电力系统中分配电能、连接用户的基本载体,其安全运行水平直接关系到电力用户的供电可靠性。由于利用故障工频量的传统保护方法存在选择性和快速性难以兼顾的问题,近年来基于故障暂态量的保护方法受到越来越多的重视。本文针对故障暂态量容易受故障条件影响,不利于保护整定的难题,研究采用故障暂态量的配电线路边界保护方法。合理选择边界元件是保障边界保护性能的关键。首先,阐述了配电线路故障的暂态过程;然后,
用于永磁同步电机(PMSM)的模型预测控制(MPC)具有结构简单、动态响应快、能够处理多目标优化等优点,被认为是新一代高性能控制策略。双矢量预测电流控制(PCC)的稳态性能比单矢量PCC高,开关频率比三矢量PCC低,是一种较优的控制方法,不过仍然存在计算量大、算法复杂等问题。本文针对这些问题展开研究并提出了相应的改进方法。首先介绍了PMSM数学模型和双矢量MPC脉冲生成方法。详细阐述了单矢量PCC