【技术实现步骤摘要】
一种确定空载变压器最严重合闸角的方法
本专利技术涉及电力系统空载变压器投入
,尤其涉及一种确定空载变压器最严重合闸角的方法。
技术介绍
目前,特高压在我国的发展如火如荼,其在远距离传输大功率的电能时表现出良好的经济性和可靠性。变压器是特高压技术中的关键设备,而且变压器的空载合闸操作也是电力系统中常见的操作,但是投入空载变压器时会产生严重的励磁涌流,该励磁涌流含有丰富的谐波成分,其在电网中的传播不仅会在电网中产生谐波过电压,而且会导致电网中的电压波形发生畸变,影响电力系统中的逆变器等设备的正常运行。因此,对变压器的空载合闸操作进行研究具有重要的意义。空载变压器在合闸的瞬间,变压器的端电压发生突变,变压器的磁通迅速增加,变压器的铁芯进入饱和状态,励磁电流增大,产生励磁涌流。如图1所示,设变压器在t=0时刻空载合闸,加在变压器上的电压为u=Umsin(ωt+θ),其中,Um为电压的幅值,为电压的初相。根据电压和磁通之间的关系可得φ=-φmcos(ωt+θ)+φ(0)式中,φm=Um/ω为磁通的幅值,φ(0)=φmcos(θ)+φr为求解微分方程时附加的常数,φr为变压器铁芯的剩磁,它的大小和方向与变压器切除时刻的电压有关。若φr>0,cosθ>0,则合闸半个周期后,磁通达到最大值,即φ=2φmcosα+φr。所以,在电压过零时刻进行合闸,变压器的饱和情况最为严重。但由于受到剩磁和变压器母线电压等因素的影响,变压器的最严重合闸角会发生变化。找到产生励磁涌流最为严重的合闸角对于评估励磁涌流在电网中产生的危害具有重要的意义。专利技术内 ...
【技术保护点】
1.一种确定空载变压器最严重合闸角的方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、假设变压器的磁化特性曲线采用双折线,且忽略励磁涌流的衰减,推导得到励磁涌流的准稳态表达式;步骤2、对励磁涌流的准稳态表达式做傅里叶分解,得到励磁涌流中各次谐波的准稳态表达式;步骤3、对变压器母线的驱动点阻抗进行频率扫描,得到各次谐波对应的驱动点阻抗,并根据步骤2得到的各次谐波的准稳态表达式,得到各次谐波电压相量的表达式,然后求得各次谐波电压相量的最大值对应的饱和角的大小;步骤4、求各次谐波电压相量之和,然后得到各次谐波电压相量之和的最大值所对应的饱和角,该饱和角即为最严重饱和角,所述饱和角定义为一周期内变压器的磁通链处于饱和区的角度的一半的大小;步骤5、对待研究的电网系统进行模态频率扫描,找到待研究的电网的谐振频率;并由步骤3得到的各次谐波对应的驱动点阻抗求出各次谐波电压对应的衰减阻尼率;所述的谐波电压的衰减阻尼率定义为各次谐波对应的驱动点阻抗的实部和虚部之比;步骤6、根据各次谐波电压的衰减阻尼率的大小,对最严重饱和角的求解公式进行修正;步骤7、根据饱和角和合闸角之间的关系,由最严重饱和角求得最严重合闸角。
【技术特征摘要】
1.一种确定空载变压器最严重合闸角的方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、假设变压器的磁化特性曲线采用双折线,且忽略励磁涌流的衰减,推导得到励磁涌流的准稳态表达式;步骤2、对励磁涌流的准稳态表达式做傅里叶分解,得到励磁涌流中各次谐波的准稳态表达式;步骤3、对变压器母线的驱动点阻抗进行频率扫描,得到各次谐波对应的驱动点阻抗,并根据步骤2得到的各次谐波的准稳态表达式,得到各次谐波电压相量的表达式,然后求得各次谐波电压相量的最大值对应的饱和角的大小;步骤4、求各次谐波电压相量之和,然后得到各次谐波电压相量之和的最大值所对应的饱和角,该饱和角即为最严重饱和角,所述饱和角定义为一周期内变压器的磁通链处于饱和区的角度的一半的大小;步骤5、对待研究的电网系统进行模态频率扫描,找到待研究的电网的谐振频率;并由步骤3得到的各次谐波对应的驱动点阻抗求出各次谐波电压对应的衰减阻尼率;所述的谐波电压的衰减阻尼率定义为各次谐波对应的驱动点阻抗的实部和虚部之比;步骤6、根据各次谐波电压的衰减阻尼率的大小,对最严重饱和角的求解公式进行修正;步骤7、根据饱和角和合闸角之间的关系,由最严重饱和角求得最严重合闸角。2.根据权利要求1所述的确定空载变压器最严重合闸角的方法,其特征在于,步骤1中推导得到了励磁涌流的准稳态表达式,计算过程如下:假设施加在变压器合闸端口的电压为u=Umsinωt,Um为电压的幅值,ω为电压的角频率,则变压器铁芯磁通的表达式为φ=∫udt=-φmcosωt+φ(0)其中,φm=Um/ω为磁通的幅值,φ(0)=φr+φmcosθ为求解微分方程时附加的常数,其中θ为合闸角,φr为剩磁;定义α为初始饱和角,即磁通初次进入饱和区对应的角度;定义β为饱和角,即一周期内磁通链处于饱和区角度的一半,则,α+β=π,且其中,φsat为变压器的饱和磁通的大小;假设变压器的磁化曲线为双折线,推导得励磁涌流的准稳态表达式为:当0<ωt<α或2π-α<ωt<2π,iu=0当α<ωt<2π-α,iu=Im(cosα-cosωt)。3.根据权利要求1所述的确定空载变压器最严重合闸角的方法,其特征在于,步骤2中对励磁涌流的准稳态表达式进行了傅里叶分解,得到了各次谐波分量的准稳...
【专利技术属性】
技术研发人员:饶宇飞,李程昊,张振安,赵阳,王建波,刘阳,高昆,焦在滨,张鹏辉,李宗博,
申请(专利权)人:国网河南省电力公司电力科学研究院,西安交通大学,国家电网公司,
类型:发明
国别省市:河南,41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。