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《华北电力大学(北京)》 2018年
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基于无功补偿低压绕组的特高压变压器负载直流偏磁计算

杨箫箫  
【摘要】:高压直流输电和地磁暴引起的直流偏磁问题威胁变压器安全稳定运行。特高压变压器作为特高压输电系统的重要设备之一,研究特高压变压器的直流偏磁问题对电力系统的可靠运行有重要意义。本文基于场路耦合算法,建立了带第三绕组即低压绕组的特高压变压器磁场模型,利用有限元法计算电感参数,在低压侧负载为电阻时进行直流偏磁计算。为得到准确的直流偏磁特性和提高计算效率,人为的在变压器高压侧串联电阻,分析了串联电阻值对变压器高、中、低压绕组电流和励磁电流的影响。获得了特高压变压器在不同直流偏磁水平的负载直流偏磁特性,结果表明,高、中、低压绕组差值电流脉冲与励磁电流脉冲均发生在一个完整周期的前半周期,后半周期差值电流接近于零,直流偏磁只影响半个周期的绕组电流波形,另半个周期电流波形基本不变。该场路耦合模型为特高压变压器进行低压侧实际负载直流偏磁计算提供了有效基础。在低压侧接电抗器负载时,建立了特高压变压器低压侧负载为电感的场路耦合模型。计算中负载为电感时的时间常数很大,严重影响计算效率。为此提出了在低压侧人为串联电阻和迭代补偿电压的方法,解决电感时过渡时间长的问题。通过计算得到电感的电压和电流波形,实现低压侧负载为电感的直流偏磁特性分析。在低压侧接电容负载时,建立了特高压变压器低压侧负载为电容时的场路耦合模型,进行低压侧负载为电容的直流偏磁分析。分析了当变压器在不同直流偏置量时的纯电容负载直流偏磁特性,获得了低压侧负载的电压特性,发现当直流偏置电流达到一定程度时,低压侧负载电压明显高于额定电压。指出实际运行中,这种情况可能威胁变压器安全运行。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM41

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