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电力变压器选相投切技术研究

杨中卿  
【摘要】: 电力变压器是电力系统中最重要的设备之一,其安全运行对电网来说是非常重要的。由于变压器是感性负载,在切除中将出现截流过电压;铁芯材料的磁滞效应将导致其合闸时产生巨大的励磁涌流。这些电磁暂态现象将对电网的安全运行产生很大的安全隐患,比如差动保护装置误动作、变压器绕组绝缘损坏、寿命减少、维修费用增加等。目前系统采用的方法虽然在一定程度上抑制了这些电磁暂态现象的产生,但也相应的增加了投资成本和操作的复杂性。选相分合闸技术的提出,则能够从根本上解决这些电磁暂态现象所造成的影响。从选相技术提出以来,选相投切空载变压器已经得到广泛的应用。 选相关合空载变压器的实质就是在三相铁芯中的剩磁与电源预感应磁通相等处合闸,避免铁芯饱和,避免励磁涌流的产生。本论文首先针对影响选相控制效果的两个重要因素:铁芯剩磁和断路器动作时间分散性,给出了对应的选相关合控制策略和动作时间补偿算法。使用EMTP/ATP建立空载变压器的截流过电压、和应涌流、剩磁、励磁涌流的仿真模型,用仿真的方法来验证选相投切控制技术在空载变压器投切中的应用,针对不同剩磁情况下的三种选相投切策略做了详细的仿真分析。仿真分析结果表明,选相合闸技术可以有效的抑制空载变压器投入时的励磁涌流。 本论文设计基于DSP 2812的选相投切控制系统实现了三种不同剩磁情况下的选相合闸技术。该系统采集电网的三相电压和电流信号,经过FIR滤波,提取参考相的基波信号,经过差值算法得到高精度的电压过零点。相关试验表明:此系统发出的断路器三相操作信号精度达到了±0.4ms以内,达到了CIGRE(国际大电网会议)对选相投切控制系统精度的要求。


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