选相投切特高压线路抑制操作过电压研究

论文摘要

由于我国能源结构分布的特点,建设特高压输电线路已成为我国电力工业发展的重要方向。操作过电压水平决定了特高压输电线路的绝缘设计。与超高压线路相比,特高压线路对操作过电压水平的要求更为严格,因此,对操作过电压及其抑制措施的研究是特高压输电系统的重要课题。本文中对特高压系统中几种常见操作过电压的产生机理做了深入分析,简要介绍了当前经常使用的几种操作过电压抑制措施,包括合闸电阻法、避雷器、并联电抗器法和相控法。近年来,选相投切技术（相控法）得到了越来越广泛的应用,本文中首先验证了其应用于抑制特高压线路操作过电压的可行性,并针对合闸和重合闸空载线路提出了几种投切策略。EMTP-ATP是当前世界上普遍采用的电磁暂态仿真软件,本文应用EMTP-ATP对操作过电压及其抑制措施进行了仿真计算,比较了不同措施的抑制效果。文中还对几种投切策略分别进行了仿真分析,其抑制效果比传统措施更好。选相投切技术要求断路器的分合闸时间分散性很小,基于永磁机构的光控模块式真空断路器可以满足这一要求。光控模块式真空断路器的串并联组合可以提高其应用电压等级,是解决选相投切技术在特高压系统中使用的一种途径。本文介绍了一种以数字信号处理器（DSP） TMS320LF2407A为核心的永磁机构控制系统的软硬件设计,该系统采用选相控制策略,实时监测电网信号,控制断路器在最佳相位动作。实验结果表明样机运行稳定可靠,达到了预期设计要求。本论文得到“十一五”国家科技支撑计划项目（2009BAA19B03）和中央高校基本科研业务费专项资金（DUT10ZD202）的资助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2.1 输电线路操作过电压
• 1.2.2 特高压输电线路操作过电压及其抑制策略
• 1.3 特高压系统操作过电压研究现状
• 1.4 本课题研究的主要工作
• 2 操作过电压及其抑制措施研究
• 2.1 操作过电压产生机理
• 2.1.1 分闸空载线路过电压
• 2.1.2 正常合闸空载线路过电压
• 2.1.3 重合闸空载线路过电压
• 2.2 特高压输电线路操作过电压抑制措施研究
• 2.2.1 合闸电阻法
• 2.2.2 避雷器
• 2.2.3 并联电抗器
• 2.2.4 相控法
• 2.3 本章小结
• 3 空载线路选相投切策略研究
• 3.1 相控技术简介
• 3.1.1 相控技术原理
• 3.1.2 相控技术发展现状
• 3.1.3 相控技术优点
• 3.1.4 相控开关时间分散性要求
• 3.2 正常合闸空载线路选相控制策略
• 3.3 单相重合闸选相控制策略
• 3.3.1 瞬时性故障重合闸
• 3.3.2 永久性故障重合闸
• 3.4 空载线路选相投切相位的影响因素
• 3.5 选相投切技术对断路器的要求
• 3.6 本章小结
• 4 750kV线路建模及其操作过电压仿真
• 4.1 仿真模型建立
• 4.1.1 EMTP-ATP简介
• 4.1.2 750KV输电线路建模
• 4.2 无抑制措施操作过电压仿真
• 4.2.1 分闸空载线路过电压仿真
• 4.2.2 常合闸空载线路过电压
• 4.2.3 重合闸空载线路过电压
• 4.3 操作过电压抑制效果仿真
• 4.3.1 合闸电阻抑制效果仿真
• 4.3.2 避雷器抑制效果仿真
• 4.3.3 相控技术抑制效果
• 4.4 本章小结
• 5 光控模块式真空断路器控制系统研制
• 5.1 光控模块式真空断路器构成
• 5.2 光控模块式真空断路器控制系统硬件设计
• 5.2.1 控制系统功能概述
• 5.2.2 控制系统硬件组成
• 5.2.3 抗干扰设计
• 5.3 控制系统软件设计
• 5.4 实验结果及分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢