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台山电厂升压变压器励磁涌流分析及其抑制手段

作　者: 钟文华
导　师: 廖志伟
学　校: 华南理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 升压变励磁涌流分析抑制
分类号: TM407
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

电力变压器在空载投入系统时，其中一侧绕组因电压突变，基于磁链守恒定理，可能因偏磁、剩磁、稳态磁通叠加而导致磁路饱和，从而产生励磁涌流。励磁涌流最高可达到变压器额定电流的6～８倍，并包含大量二次谐波，不仅可能导致继电保护误动，而且由其衍生的和应涌流、电网电压骤降、谐波污染等都给电力系统带来不可低估的负面影响。台山电厂一期3台500kV升压变压器多次因空载充电出现励磁涌流，导致差动保护误动，甚至出现和应涌流引起相邻机组功率波动，严重影响了发电机组的安全运行，给企业的运营带来很大的影响，因此迫切寻求一种有效且适用的励磁涌流抑制手段。本文从研究分析励磁涌流的成因及其主要影响因素入手，分析变压器偏磁、剩磁、总磁通、励磁涌流、电源相位角之间的相互关系。抓住只要能精准控制变压器分闸或合闸瞬间相位角的角度，就能有效地控制剩磁及偏磁的大小及方向这一要点。提出假设变压器空载合闸瞬间，变压器偏磁与剩磁两者的极性相反而大小又相近的话，那么合成磁通必定极小，铁芯不会饱和，避免了励磁涌流的出现。同时结合电厂的实际情况，提出通过指定控制三相变压器联动开关某相分合闸相位角恒为90°时，其余两相即使不是过电压峰值点操作，但由于分合闸为同一角度，其剩磁和偏磁也将相互抵消，最恶劣情况下也能确保不重叠，避免变压器铁芯饱和而产生大量励磁涌流。随后将理论分析应用到本单位500kV升压变压器涌流抑制技术改造工程中，对现有设备及系统改造进行可行性分析，并明确实施方案。实施过程中针对本文介绍的涌流抑制手段特点，进行了多项试验工作，设计了多种验证方案，并对试验数据进行分析修正，最终结果表明该方案确实能有效地减少励磁涌流，普遍能将励磁涌流控制在额定电流范围以内。台山电厂500kV升压变压器经过励磁涌流抑制改造后，效果良好，不再发生因励磁涌流引起的差动保护误动或诱发和应涌流导致相邻机组波动的事件，达到了预期目标。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-13
  1.1 研究背景及意义  10
  1.2 国内外研究概况  10-11
  1.3 本文研究思路及主要内容  11-13
第二章励磁涌流的认识与分析  13-24
  2.1 励磁涌流的成因分析  13-17
  2.2 励磁涌流主要特征  17-18
  2.3 励磁涌流的主要危害  18-20
  2.4 台山电厂升压变压器励磁涌流影响分析  20-24
    2.4.1 台山电厂升压变压器概况  20-21
    2.4.2 台山电厂升压变励磁涌流主要影响  21-24
第三章励磁涌流的抑制手段分析  24-30
  3.1 励磁涌流抑制研究现状  24-26
    3.1.1 变压器低压侧并联电容器法  24
    3.1.2 在变压器的中性点串电阻方法  24-25
    3.1.3 改变变压器绕组分布法  25
    3.1.4 选相分合闸技术法  25-26
  3.2 基于控制剩磁、偏磁方向极性的一种涌流抑制手段  26-30
    3.2.1 偏磁与剩磁、分合闸初始相角的关系  26-28
    3.2.2 分合闸初始相角与变压器励磁涌流的关系  28-29
    3.2.3 三相变压器涌流抑制控制策略  29-30
第四章台山电厂励磁涌流抑制实施情况  30-46
  4.1 台山电厂升压变励磁涌流抑制的初步设想  30
  4.2 台山电厂升压变励磁涌流抑制可行分析  30-32
  4.3 影响抑制效果的因素及解决方法  32-34
    4.3.1 断路器固有动作时间  32-33
    4.3.2 变压器直流预试后剩磁的影响  33-34
    4.3.3 测量仪器分辨率的影响  34
  4.4 励磁涌流抑制实施方案  34-36
    4.4.1 监测量的选取  35
    4.4.2 涌流抑制工作示意图  35-36
    4.4.3 涌流抑制效果测试方法  36
  4.5 台山电厂升压变压器涌流抑制实施情况  36-43
    4.5.1 充电断路器机械特性试验  36-37
    4.5.2 断路器分合闸传动时间测量  37-40
    4.5.3 升压变压器空载充电试验  40-42
    4.5.4 剩磁与偏磁反向互克理论验证试验  42-43
  4.6 台山电厂升压变压涌流抑制效果分析  43-44
  4.7 台山电厂升压变压涌流抑制成果  44-46
第五章总结与展望  46-47
  5.1 总结  46
  5.2 展望  46-47
参考文献  47-49
攻读硕士学位期间取得的研究成果  49-50
致谢  50-51
附件  51

台山电厂升压变压器励磁涌流分析及其抑制手段

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