论文部分内容阅读
电力变压器是电力网络中最为常见的一种铁磁元件,铁磁元件由于其结构、材料的原因,其励磁特性一般是非线性的,呈现出明显的饱和特征。以往的电网合闸暂态计算常常忽略变压器励磁支路的存在,不考虑励磁非线性特性对暂态过电压的影响,以避免非线性暂态求解,简化暂态计算。本文在电磁暂态计算中完善了变压器的电路模型,分别研究了不考虑变压器励磁支路、考虑变压器励磁支路的基本磁化曲线和考虑变压器励磁支路的磁滞曲线三种情况,并分别编制了相应的计算程序,分析比较了在这三种情况下线路合闸过电压水平计算值的差异,还研究了合空变励磁涌流的暂态行为。最后得出波形并对计算结果进行了分析。
论文首先对近年来国内外通常使用的变压器模型作了简单的介绍,在本文的计算中使用变压器的电路模型。以往,大部分模型都忽略了铁芯特性,少数模型考虑铁芯的影响。而本文根据变压器的非线性励磁特性,完善了变压器的电路模型,充分考虑了磁滞的情况。
文中阐述了电力系统单元的数学模型与暂态计算方法。重点介绍了Bergeron特征线计算方法,它是一种广泛使用的数值计算方法,能计算具有集中参数元件和分布参数元件的任意网络的暂态过程。随后介绍了其它如电抗器、断路器等的数学模型。同时还给出了暂态计算中电源支路的处理与节点导纳矩阵的存储方法。对如何用半隐式龙格-库特法解非线性微分方程也给出了详细介绍。
在建立了变压器励磁支路的不同数学模型、了解了其它元件数学模型和暂态计算方法之后,本文编制了暂态计算程序,文中给出了程序流程图。程序计算了不同励磁支路模型对线路合闸过电压、合空变励磁涌流的影响,讨论了当ω1*=3时变压器铁芯的饱和对合闸过电压的特殊影响,并给出波形及计算结果分析。
文中最后介绍了ATP软件使用方法和模拟实验电路的搭建方法。不仅用ATP软件对程序计算电路进行仿真模拟,还用模拟实验结果对程序计算结果进行校验,两者基本吻合。
本文加以考察了变压器的非线性励磁特性对暂态过电压的影响,以便为较为精确的预测电网的暂态过电压、合理的选择电力设备的绝缘水平奠定基础。