【摘要】：近些年，直流偏磁越來越引起人們的重視，這是因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)變壓器和系統(tǒng)造成很大的危害。實(shí)際上，造成變壓器直流偏磁有兩個(gè)原因：其一，當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)以單極大地回路方式運(yùn)行時(shí)，大地中回流的直流電流會(huì)通過接地中性點(diǎn)流入變壓器繞組內(nèi)；其次，太陽等離子風(fēng)的動(dòng)態(tài)變化與地磁場間相互作用會(huì)產(chǎn)生地磁風(fēng)暴會(huì)在變壓器繞組中產(chǎn)生低頻感應(yīng)電流，由于其頻率非常低，可近似認(rèn)為是直流電流。 本文針對(duì)直流偏磁對(duì)變壓器的影響以及抑制措施進(jìn)行了詳細(xì)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，推導(dǎo)出發(fā)生直流偏磁后變壓器總磁通表達(dá)式。通過交直流混合系統(tǒng)簡化電路圖，計(jì)算出直流偏磁擾動(dòng)量表達(dá)式，并通過其表達(dá)式得出影響直流偏磁的直接因素。通過變壓器的等效電路，推導(dǎo)出輸入輸出電壓和電流的表達(dá)式，并利用PSCAD/EMTDC軟件仿真出加入不同大小直流情況下輸入輸出電壓、電流波形。 比較三相變壓器組、三相三柱式變壓器和三相五柱式變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)，得出三相變壓器組更易受直流偏磁影響這一結(jié)論。定義了一個(gè)全新的概念—直流比置系數(shù)，以便更加直觀的比較不同結(jié)構(gòu)變壓器受偏磁影響的程度。利用仿真軟件在不同直流比置系數(shù)條件下，仿真出兩種變壓器勵(lì)磁電流波形和Ф-I曲線，并驗(yàn)證了三相變壓器組承受直流偏磁差這一特點(diǎn)。 提出一種中性線電容隔直可控開斷橋式的新型電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，來抑制直流偏磁。與傳統(tǒng)電容隔直電路相比，本方法利用同步暫態(tài)電流抑制橋型電路中的直流電感來限制故障初期短路電流上升變化率，且無需控制系統(tǒng)響應(yīng)，瞬時(shí)自動(dòng)投入，從而避免了暫態(tài)電流沖擊而損壞電容器。本抑制方法還可以確保變壓器中性點(diǎn)有效接地，使控制系統(tǒng)有充足的響應(yīng)時(shí)間切換工作方式。詳細(xì)地給出抑制裝置電路的等效結(jié)構(gòu)，并計(jì)算出系統(tǒng)發(fā)生故障情況下電容器電壓、電流解析結(jié)果，通過解析結(jié)果給出電容器等電路主要參數(shù)的選取依據(jù)。 最后，利用PSCAD/EMTDC仿真軟件驗(yàn)證了此抑制裝置可以完全有效地抑制變壓器直流偏磁，并對(duì)比分析了系統(tǒng)故障時(shí)加入隔直裝置前后抑制瞬態(tài)沖擊電流的效果。制作了小功率的隔直流實(shí)驗(yàn)裝置，模擬了系統(tǒng)短路情況下對(duì)故障電流峰值的抑制效果，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真相吻合，證明了該抑制方法的有效性和實(shí)用性。
【圖文】：

-2 是交直流輸電的簡化結(jié)構(gòu)圖。將圖 2-2 做合理等效，就可效電路圖，如圖 2-3 所示。其中，Ra為交流輸電線路的總輸電線路的淺層接地電阻，Rc為交流輸電線路的深層接地輸電系統(tǒng)接地極之間的互阻，Rd、Re分別為直流輸電線路阻，RL為交流輸電線路電阻及設(shè)備電阻，ID為直流輸電系直流偏磁擾動(dòng)量。

-14-從圖 2-6 到圖 2-9 四幅仿真圖中可以看出，在沒有直流偏磁作用下，，即 Idc=0時(shí)，變壓器的輸入電流、電壓和輸出電流、電壓均為正負(fù)半周對(duì)稱的正弦波。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM721.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2577088