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牵引变电所变压器励磁涌流的研究

作　者: 冯存亮
导　师: 葛宝明
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气工程
关键词: V/V接线牵引变压器 差动保护 励磁涌流 和应涌流 电流互感器饱和
分类号: TM922.73
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


牵引变压器是牵引供电系统中重要的电气设备之一,其运行状态对整个牵引供电系统的安全稳定运行起着非常重要的作用。而差动保护作为牵引变压器的主保护在现场应用中存在着诸多的问题,因此,发现影响差动保护性能的缘由并给出相应的解决措施有着非常重要的意义。首先,本文针对V/V接线变压器,阐述了牵引变压器的结构特点与工作原理,对差动保护应用于牵引变压器主保护的保护配置与局限性进行了说明。同时,对牵引变压器励磁涌流的基本原理进行了阐述,根据变压器的结构特点对已有的非饱和区平均等效瞬时电感算法进行了修正,使之能够利用于牵引变压器励磁涌流与故障电流的识别,并通过动模实验验证了算法的有效性。其次,本文根据牵引变电所的特殊结构,在牵引变压器绝缘不好或AT供电方式下,分析了因合闸变压器的励磁涌流在穿越运行变压器时产生和应涌流的类型及可能性,并说明了和应涌流对差动保护的影响。根据系统出现级联和应涌流的过程中系统电压不平衡度的变化与差动电流的出现时间存在时间差的分析,提出了基于时差法识别级联和应涌流的判据,该判据通过检测相邻负序电压平均值比值的大小,将比值发生变化的时刻作为变压器近似合闸时刻,同时检测变压器差流的状态,利用差流的出现时刻与判定的合闸时刻存在时间差的原理识别级联和应涌流。对牵引变压器突加负荷或突减负荷、区内区外故障转换、级联和应涌流时出现区内故障几种特殊情况进行了分析。通过动模实验验证了算法的有效性,并针对牵引供电方式下可能存在的特殊问题进行了讨论。最后,本文对电流互感器的数学模型和其饱和过程进行了分析,重点针对电流互感器在外部故障切除、和应涌流或恢复性涌流时电流互感器传变小工频电流的情况下,电流互感器发生相位偏移这种特殊的电流互感器饱和情况进行了讨论与分析。根据电流互感器出现相位偏移式饱和时的磁链积累特性,提出了基于相对磁链积累方差的电流互感器相位偏移式饱和识别算法,并通过动模实验、现场数据验证了算法的有效性。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-23
  1.1 课题的背景与意义  11-12
  1.2 牵引变压器保护的研究现状  12-20
    1.2.1 励磁涌流研究现状  12-18
    1.2.2 牵引变压器相关问题研究现状  18-20
  1.3 论文的主要工作  20-23
2 牵引变压器励磁涌流问题的研究  23-41
  2.1 V/V接线牵引变压器  23-30
    2.1.1 V/V接线牵引变压器的结构特点及工作原理  23-25
    2.1.2 V/V接线变压器差动保护的配置  25-27
    2.1.3 差动保护的局限性  27-28
    2.1.4 励磁涌流的产生机理分析  28-30
  2.2 基于等效瞬时电感的牵引变压器励磁涌流识别判据  30-39
    2.2.1 等效瞬时电感原理分析  30-34
    2.2.2 实验结果分析  34-38
    2.2.3 V/V接线变压器的应用讨论  38-39
  2.3 本章小结  39-41
3 牵引变压器和应涌流问题的研究  41-61
  3.1 级联和应涌流产生机理分析  41-44
  3.2 级联和应涌流对牵引变压器差动保护的影响  44-48
    3.2.1 影响分析  44-45
    3.2.2 实验结果分析  45-48
    3.2.3 牵引变压器保护中应注意的问题  48
  3.3 基于时差法的级联和应涌流识别判据  48-60
    3.3.1 电压不平衡度的计算  48-50
    3.3.2 时差法识别和应涌流原理分析  50-51
    3.3.3 实验结果分析  51-59
    3.3.4 特殊情况讨论  59-60
  3.4 本章小结  60-61
4 电流互感器暂态饱和特殊问题的研究  61-79
  4.1 电流互感器饱和分析  61-70
    4.1.1 电流互感器数学模型  61-64
    4.1.2 电流互感器饱和过程  64-66
    4.1.3 电流互感器发生相位偏移式饱和时的磁链分析  66-70
  4.2 电流互感器相位偏移式饱和识别  70-78
    4.2.1 基于相对磁链积累方差的识别原理  70-74
    4.2.2 实验结果分析  74-78
  4.3 本章小结  78-79
5 结论  79-81
参考文献  81-87
作者简历  87-91
学位论文数据集  91

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电力牵引 > 牵引电气设备及辅助机组 > 牵引变压器
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