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特高压静止移相器的基本设计与电磁暂态研究

作　者: 倪尚谦
导　师: 林集明; 班连庚; 项祖涛
学　校: 中国电力科学研究院
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 特高压静止移相器基本设计系统应用电磁暂态
分类号: TN623
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

未来我国将建成以特高压网架为骨干的大型互联电网,交流电网的复杂程度不断增加,潮流控制问题变得更加复杂。移相器是一种控制输电潮流的有效装置,目前机械式移相器已在国外多个国家得到工程应用,我国尚未应用移相器技术。基于晶闸管技术的静止移相器(Static Phase Shifter)还能提高系统动态、暂态稳定性,实现阻尼系统振荡。探讨在我国的特高压电网中应用静止移相器技术是十分必要的。本文以特高压简化电网为研究对象,初步研究了特高压静止移相器,讨论了其基本设计、系统应用特性、系统过电压及电磁暂态问题。主要研究成果如下：(1)初步研究特高压静止移相器采用9级调节晶闸管分级投切、斜向结构的设计方案,并按照特高压线路输送容量为5100MVA设计主要技术参数；根据设计方案搭建了特高压静止移相器的系统运行特性仿真模型和电磁暂态仿真模型,并给出特高压电网应用静止移相器时的过电压保护策略及操作方式建议。(2)基于特高压简化电网的计算结果表明,特高压线路装设移相器可以起到调节线路潮流的作用,移相器的实际移相角度大小与所在线路输送潮流水平有关；线路上发生故障时,由于移相器短路阻抗的作用,流经故障点、两侧线路断路器的短路电流水平均有一定降低；由于线路两侧均装设高抗,沿线电压分布均呈现中间高、两头低的趋势；由于移相器串联和并联变压器自身感性阻抗的作用,无论线路重载、轻载还是空载,线路装设移相器后的线路末端电压均有小幅升高。(3)基于特高压简化电网,计算分析静止移相器对特高压线路的工频过电压,操作过电压影响；并针对区外、区内故障工况下的操作过电压超过国家标准要求情况,采取在特高压线路沿线装设降低残压水平的MOA方案,将各种区外、区内故障工况下的操作过电压水平降至标准允许范围内；研究特高压静止移相器装设线路区外故障及区内故障后断路器跳闸切除故障时的断路器瞬态恢复电压(TRV),初步确定移相器串联断路器的开断TRV在1000kV断路器的TRV耐受水平范围内。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 引言  10-11
  1.2 移相器研究现状  11-12
  1.3 移相器应用现状  12-17
  1.4 本文的主要工作  17-18
第2章移相器原理、结构和特性分析  18-34
  2.1 移相器基本原理及作用  18-21
  2.2 移相器自身容量的统一计算  21-24
  2.3 移相器的基本结构与分类  24-29
    2.3.1 纵向移相器  24-25
    2.3.2 横向移相器  25-27
    2.3.3 斜向移相器  27-29
  2.4 不同调节方式的移相器比较  29-34
    2.4.1 机械式移相器  29-30
    2.4.2 静止移相器  30-34
第3章特高压静止移相器的基本设计  34-43
  3.1 特高压静止移相器的基本结构及额定参数  34-39
    3.1.1 特高压静止移相器的基本结构  34-36
    3.1.2 特高压静止移相器的主要技术参数  36-39
  3.2 特高压移相器的电磁暂态仿真模型  39-41
  3.3 特高压移相器的过电压保护策略及操作方式  41-43
    3.3.1 特高压静止移相器的过电压保护策略  41-42
    3.3.2 特高压静止移相器的操作方式  42-43
第4章特高压静止移相器系统应用研究  43-53
  4.1 移相器对潮流调整的影响  43-47
  4.2 移相器对短路电流的影响分析  47-48
  4.3 移相器对系统稳态运行电压的影响  48-52
  4.4 移相器的无功损耗  52-53
第5章特高压线路装设静止移相器的电磁暂态研究  53-74
  5.1 1000kV系统过电压限制要求  53
  5.2 移相器对工频过电压的影响  53-55
    5.2.1 研究条件  53-54
    5.2.2 工频过电压  54-55
  5.3 移相器对合闸操作过电压的影响  55-57
    5.3.1 移相器合闸操作过电压  55-56
    5.3.2 移相器装设线路的单相重合闸操作过电压  56-57
  5.4 移相器对分闸操作过电压的影响  57-67
    5.4.1 移相器正常分闸  57
    5.4.2 区外故障分闸  57-62
    5.4.3 区内故障分闸  62-67
  5.5 移相器对断路器瞬态恢复电压的影响  67-72
    5.5.1 1100kV断路器瞬态恢复电压相关标准  67-68
    5.5.2 区外故障分闸时的1000kV断路器瞬态恢复电压  68-69
    5.5.3 区内故障分闸时的1000kV断路器瞬态恢复电压  69-72
  5.6 移相器对1000kV线路合环的影响  72-74
第6章结论与展望  74-76
  6.1 结论  74-75
  6.2 展望  75-76
参考文献  76-78
致谢  78-80
攻读硕士学位期间发表的学术论文  80

特高压静止移相器的基本设计与电磁暂态研究

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