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      基于A(yíng)TP-EMTP的鐵磁諧振過(guò)電壓影響因素靈敏度仿真與分析

      2020-08-19 23:24:26羅立波朱詠明楊振何龍吳偉麗劉俊張?zhí)锩?/span>
      關(guān)鍵詞:鐵磁過(guò)電壓互感器

      羅立波 朱詠明 楊振 何龍 吳偉麗 劉俊 張?zhí)锩?/p>

      摘 要:工程上對(duì)鐵磁諧振過(guò)電壓故障多采用事后治理方式,仍存在設(shè)備過(guò)電壓風(fēng)險(xiǎn),為此,提出鐵磁諧振過(guò)電壓影響因素靈敏度分析的方法,對(duì)各影響因素的作用程度進(jìn)行量化對(duì)比研究,確定關(guān)鍵影響因素并提出預(yù)防策略,以期為防御鐵磁諧振過(guò)電壓風(fēng)險(xiǎn)提供參考。首先,分析鐵磁諧振故障演變過(guò)程,確定影響鐵磁諧振故障的各因素及其作用;其次,構(gòu)建靈敏度指標(biāo),提出基于Sobol方法的鐵磁諧振影響因素靈敏度分析方法,確定關(guān)鍵影響因素;最后以新疆某地區(qū)級(jí)配電網(wǎng)為例,搭建了鐵磁諧振過(guò)電壓的ATP-EMTP仿真模型,利用ATP-EMTP電磁仿真軟件,結(jié)合實(shí)際電網(wǎng)參數(shù)和設(shè)備數(shù)據(jù),遍歷各影響參數(shù)可能取值,重點(diǎn)模擬單相故障消除后鐵磁諧振過(guò)電壓的工況,研究和對(duì)比了多種工況下的鐵磁諧振各影響因素的作用程度。結(jié)果表明,變壓器中性點(diǎn)消弧線(xiàn)圈、互感器中點(diǎn)電阻和激發(fā)性故障消除時(shí)刻是該配電網(wǎng)消諧的關(guān)鍵影響因素。關(guān)鍵詞:鐵磁諧振;ATP-EMTP;關(guān)鍵因素;FTA;Sobol中圖分類(lèi)號(hào):TM 714

      文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      文章編號(hào):1672-9315(2020)06-01088-08

      DOI:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2020.0620開(kāi)放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):

      Simulation and analysis of sensitivity of factors affecting

      ferroresonance overvoltage based on Atp-Emtp

      LUO Li-bo1,ZHU Yong-ming1,YANG Zhen1,HE Long1,WU

      Wei-li2,LIU Jun3,ZHANG Tian-ming2

      (1.State Grid Xinjiang Electric Power Co.,Ltd.,Changji Power Supply Company,Changji 831100,China;

      2.College of Electrical and Control Engineering,Xian University of Science and Technology,Xian 710054,China;

      3.Anhui Zheng-Guang-TV Power Technology Co.,Ltd.,Hefei? 230000,China)

      Abstract:Post treatment is often adopted for ferroresonance over-voltage fault in engineering,and there is still over-voltage risk of equipments.Therefore,the sensitivity analysis method of influencing factors of ferroresonance over-voltage is proposed,and the effect degree of each influencing factor is quantified and compared to determine the key influencing factors and to put forward prevention strategies,so as to provide reference for the prevention of ferroresonance over-voltage risk.Firstly,the evolution process of ferroresonance fault is analyzed,and the factors and their functions that affect ferroresonance fault are determined.Secondly,sensitivity index is constructed,and the sensitivity analysis method of ferroresonance influencing factors based on Sobol method is proposed,and the critical ones are determined.Finally,the ATP-EMTP simulation model of ferroresonance over-voltage is built with a regional distribution network in Xinjiang as an example.Using ATP-EMTP electromagnetic simulation software,

      the simulation has been conducted of the working conditions of ferroresonance overvoltage after eliminating single-phase fault,with the actual power grid parameters and equipment data in view as well as the possible values of each influencing parameter.A comparison has also been made of

      the working range of each influencing factor of ferroresonance under various working conditions.The analysis results show that the arc suppression coil at the neutral point of the transformer,the mid-point resistance of the potential transformer,and the time of fault elimination are the important factors of harmonic elimination.Key words:ferroresonance;ATP-EMTP;critical factors;FTA;Sobol

      0 引 言

      電磁式電壓互感器在我國(guó)區(qū)域級(jí)配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)廣泛應(yīng)用,其主要作用是變送電力信號(hào)以供測(cè)量和保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)大擾動(dòng)或者操作時(shí),互感器鐵芯可能出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,其電感與線(xiàn)路參數(shù)、對(duì)地電容形成不利配合而發(fā)生諧振,這種現(xiàn)象在現(xiàn)代電力系統(tǒng)配電網(wǎng)部分,因近年來(lái)線(xiàn)路改造、設(shè)備更新和配電網(wǎng)規(guī)模增大而時(shí)有發(fā)生,不僅會(huì)造成過(guò)電壓、過(guò)電流、波形畸變和破壞電力絕緣等事故,嚴(yán)重時(shí)還將燒毀 PT,對(duì)電力系統(tǒng)和設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成巨大威脅[1-2]。抑制鐵磁諧振過(guò)電壓是電力部門(mén)一直關(guān)注并亟需解決的重要問(wèn)題之一。

      以往工程上常采用在互感器一次側(cè)中性點(diǎn)加裝消諧器、在二次側(cè)開(kāi)口三角繞組處加裝二次消諧裝置等方法進(jìn)行抑制鐵磁諧振的抑制[3-4],不過(guò)各種消諧裝置在實(shí)際工程應(yīng)用中還需加以改進(jìn),以避免其局限性[5],目前,工程上常用的裝置和措施多針對(duì)鐵磁諧振發(fā)生后進(jìn)行治理,具有事后性,對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備已經(jīng)造成了一定的損傷[6],若能夠?qū)τ绊戣F磁諧振故障的因素進(jìn)行靈敏度分析,并確定其中起到關(guān)鍵作用的因素,在規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)行調(diào)度階段加以對(duì)這些因素加以關(guān)注[7-8],避免鐵磁諧振的條件成立[9],不失為一個(gè)預(yù)防和抑制鐵磁諧振故障的好方法。

      研究表明,鐵磁諧振源于系統(tǒng)容性參數(shù)和感性參數(shù)的不利配合,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),因規(guī)劃設(shè)計(jì)的原因,不會(huì)發(fā)生鐵磁諧振,當(dāng)系統(tǒng)故障消除后,增大的短路電流造成鐵磁式互感器鐵芯飽和而使其電感呈現(xiàn)非線(xiàn)性飽和特性,并與系統(tǒng)容性參數(shù)配合致使鐵磁諧振的發(fā)生。影響系統(tǒng)中的感性參數(shù)和容性參數(shù)的因素很多,我國(guó)學(xué)者已經(jīng)對(duì)諸如故障類(lèi)型[10]、短路點(diǎn)位置[11]、激發(fā)時(shí)刻[12]、過(guò)渡電阻、中性點(diǎn)接地方式、系統(tǒng)相間電容[13]、對(duì)地電容、互感器鐵芯材料和線(xiàn)路構(gòu)成比例等[14-15]等因素的影響作用進(jìn)行過(guò)分析,但對(duì)影響因素的量化的作用程度以及各因素的靈敏度和重要度排序研究不足。

      國(guó)外對(duì)鐵磁諧振影響因素系統(tǒng)化的研究偏少,多集中于鐵芯勵(lì)磁特性影響方面,如,英國(guó)學(xué)者CHARALAMBOS認(rèn)為[9],當(dāng)變壓器所在線(xiàn)路斷電后會(huì)有月10%的概率造成鐵磁諧振,投切時(shí)刻、線(xiàn)路長(zhǎng)度和變壓器損耗會(huì)對(duì)鐵磁諧振電壓電流幅值有影響;再如,伊朗學(xué)者M(jìn)EHRDAD則認(rèn)為[16],互感器鐵芯磁滯參數(shù)對(duì)過(guò)電壓有著顯著的影響,并確定其中3個(gè)的參數(shù)影響最關(guān)鍵;等等。在治理方面的,印度學(xué)者HAMID則通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)[17],金屬氧化物壓敏電阻(metal oxide varistor,MOV)對(duì)限制鐵磁諧振過(guò)電壓的作用有限,而中性點(diǎn)接地電阻(neutral earth resistance,NR)則對(duì)治理鐵磁諧振故障更有效。

      全局靈敏度分析的方法中,Sobol得到了廣泛的應(yīng)用[18],文獻(xiàn)[19]將全局靈敏度用于小干擾信號(hào)穩(wěn)定方面;文獻(xiàn)[20]和文獻(xiàn)[21]將Sobol方法用于電網(wǎng)潮流分析和電網(wǎng)規(guī)劃,在鐵磁諧振故障影響因素方面的應(yīng)用偏少。除此之外,對(duì)區(qū)域靈敏度分析(regionalized sensitivity analysis,RSA)方法加以改進(jìn),也可以進(jìn)行影響因素的全局靈敏度分析[22-24];Morris法也在全局靈敏度分析中得到了較為廣泛的應(yīng)用[25]。

      針對(duì)新疆某地區(qū)10 kV配電網(wǎng)頻發(fā)的互感器因鐵磁諧振毀壞的現(xiàn)狀,從實(shí)際工程需要出發(fā),結(jié)合鐵磁諧振故障事件測(cè)量參數(shù),分析影響因素作用機(jī)理,構(gòu)建事故樹(shù)模型,在此基礎(chǔ)上,借助Sobol方法對(duì)影響因素進(jìn)行全局分析,量化各因素靈敏度,從而確定影響鐵磁諧振過(guò)電壓的關(guān)鍵因素。

      1 鐵磁諧振過(guò)電壓影響因素

      1.1 鐵磁諧振故障演變機(jī)理

      小電流接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)感抗大于容抗,不具備諧振條件,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí),互感器中增大的勵(lì)磁電流會(huì)造成鐵芯飽和而使其電感下降至與容抗相等時(shí),鐵磁諧振故障發(fā)生。上述過(guò)程如圖1所示。

      從圖1可知,促成電力系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振故障的因素由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備參數(shù)3個(gè)方面構(gòu)成:系統(tǒng)運(yùn)行受到諸如單相鐵磁諧振、外電路過(guò)電壓故障、互感器空載合閘或母線(xiàn)不同期合閘等外界提供的能量激發(fā),電流增大且流過(guò)互感器繞組,造成互感器鐵芯飽和,從而致使系統(tǒng)感性參數(shù)下降,當(dāng)下降的感性參數(shù)與容性參數(shù)不利配合時(shí),系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。

      1.2 鐵磁諧振故障影響因素分析

      將圖1所示的3個(gè)方面的影響因素展開(kāi)如圖2所示。

      圖2中,線(xiàn)路構(gòu)成、相間電容和接地電容會(huì)影響系統(tǒng)的容性參數(shù),電容型互感器分為電容式和電磁式2種,這2種都會(huì)發(fā)生鐵磁諧振[11],不過(guò)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)較多采用電磁式互感器。

      系統(tǒng)運(yùn)行受外界能量激發(fā)會(huì)導(dǎo)致電流增大,不同的激發(fā)類(lèi)型導(dǎo)致的感性參數(shù)變化有別,其中,單相接地短路電流水平受中性點(diǎn)參數(shù)高壓側(cè)直流電阻阻值呈負(fù)相關(guān)性,并與短路消除時(shí)間有關(guān),因?yàn)楣收舷龝r(shí)刻對(duì)應(yīng)的各相電源電壓的大小不同,電壓恢復(fù)時(shí)釋放的電荷量也就不同,造成TV鐵心的飽和程度有差異,從而產(chǎn)生大小不同的鐵磁諧振過(guò)電壓;外電路過(guò)電壓故障和互感器空載合閘提供激發(fā)能量所產(chǎn)生的電流水平與變壓器負(fù)載率呈負(fù)相關(guān)性。上述因擾動(dòng)產(chǎn)生的增大的電流水平與互感器高壓側(cè)直流電阻均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,此外,過(guò)渡電阻、變壓器中性點(diǎn)所加裝的消弧線(xiàn)圈和中性點(diǎn)阻抗也會(huì)影響能量激發(fā)電流水平,進(jìn)而限制鐵磁諧振過(guò)電壓水平。當(dāng)增大的電流流過(guò)互感器繞組時(shí),感性參數(shù)下降的程度受到互感器飽和程度的影響,而互感器飽和程度又受到電流水平和鐵芯材質(zhì)共同影響。當(dāng)下降的感性參數(shù)與容性參數(shù)滿(mǎn)足諧振條件時(shí),鐵磁諧振過(guò)電壓故障發(fā)生。

      2 影響因素靈敏度分析

      2.1 基于A(yíng)TP-EMTP的影響因素作用仿真

      ATP-EMTP電磁暫態(tài)仿真能夠模擬電磁互感器由于單相故障、開(kāi)關(guān)切換等大擾動(dòng)作用下,流過(guò)互感器繞組電流增大,造成鐵芯飽和電感下降并與系統(tǒng)容性參數(shù)構(gòu)成諧振條件,并最終引發(fā)鐵磁諧振故障的全過(guò)程。建立鐵磁諧振ATP-EMTP仿真模型進(jìn)行影響因素作用程度的模擬與分析的流程如下

      首先,搭建鐵磁諧振仿真模型,確定互感器勵(lì)磁特性參數(shù)、系統(tǒng)中性點(diǎn)、三相電容中點(diǎn)參數(shù)、調(diào)整單相故障過(guò)渡電阻、單相故障位置等參數(shù)的可能取值區(qū)間。

      其次,根據(jù)工程實(shí)際情況,調(diào)整互感器勵(lì)磁特性參數(shù)、系統(tǒng)中性點(diǎn)、三相電容中點(diǎn)參數(shù)、調(diào)整單相故障過(guò)渡電阻、單相故障位置等參數(shù)取值范圍,進(jìn)行抽樣取值,并作為模型輸入?yún)?shù)進(jìn)行模擬仿真,得到過(guò)電壓結(jié)果。

      最后,構(gòu)建影響因素與鐵磁諧振過(guò)電壓的數(shù)值映射集合,構(gòu)建鐵磁諧振過(guò)電壓和影響因素之間的關(guān)系模型如下

      VFr=f(mi|i=1,2,…,n)

      (1)

      式中 VFr表征鐵磁諧振過(guò)電壓狀況,其數(shù)值代表過(guò)電壓水平;

      mi(i=1,2,…,n)表征促成并影響鐵磁諧振過(guò)電壓水平因素,其數(shù)值范圍根據(jù)鐵磁諧振故障機(jī)理和系統(tǒng)實(shí)際工況確定,由于各影響因素量綱不同,需要去量綱化。

      2.2 影響因素的Sobol模型

      取鐵磁諧振事件樣本數(shù)為N,影響因素個(gè)數(shù)為n,用下式計(jì)算一階影響指數(shù)

      Si

      Si=Varmi[Em·i(VFr|mi)]

      Var(VFr)

      (2)

      式中 Var,E為計(jì)算平均值和期望的符號(hào),Varmi[Em·i(VFr|mi)]表征n個(gè)影響因素促成的鐵磁諧振過(guò)電壓平均期望,可用下式計(jì)算

      Varmi[Em·i(VFr|mi)]≈

      1NNj=1f(B)j×(f(ABi)j-f(A)j)

      (3)

      式中 矩陣A和矩陣B是隨機(jī)生成的影響參數(shù)矩陣M的前置n列元素和后置n列元素。

      M為根據(jù)鐵磁諧振過(guò)電壓采樣的樣本數(shù)為N和影響因素?cái)?shù)n構(gòu)建N×2n矩陣,其中的元素在影響因素各自的取值范圍內(nèi)進(jìn)行蒙特卡洛抽樣方法得到。一階影響指數(shù)

      Si可量化單個(gè)變量單獨(dú)對(duì)輸出的影響,反映了一階靈敏度的大小。

      影響因素全局效應(yīng)指數(shù)STi可用下式計(jì)算

      STi=

      Em·i(Varmi(VFr|mi))

      Var(VFr)

      (4)

      式中

      Em·i(Varmi(VFr|mi))≈

      12NNj=1(f(A)j-f(ABi)j)2

      (5)

      Var(VFr)=Var(VFr(A)+VFr(B)

      (6)

      式中 VFr(A),

      VFr(B)為矩陣A和矩陣B中的數(shù)值帶入式(1)后得到的諧振過(guò)電壓矩陣,符號(hào)“+”代表利用矩陣

      VFr(A)

      VFr(B),

      構(gòu)成新的矩陣,即用矩陣

      VFr(B)中的第i列替換矩陣

      VFr(A)

      的第i列,則共生成了VFr(A),

      VFr(B)和

      (VFr(A)VFr(B))i等共m+2個(gè)矩陣,共計(jì)可得到N×(m+2)樣本數(shù)。影響因素全局效應(yīng)指數(shù)

      STi包含了影響因素的主效應(yīng)和該因素與其他因素的交互作用,量化全局靈敏度的大小,影響因素對(duì)鐵磁諧振過(guò)電壓的作用程度主要由全局效應(yīng)指數(shù)

      STi決定。當(dāng)

      Si與

      STi的值差距較大時(shí),說(shuō)明影響因素的交互作用明顯,反之則不明顯。

      2.3 基于Sobol的靈敏度分析方法

      假定鐵磁諧振過(guò)電壓共有n個(gè)影響因素,樣

      本數(shù)為N個(gè),采用Sobol法進(jìn)行靈敏度分析流程如下。

      第1步,構(gòu)建

      N×2m樣本矩陣M,并將矩陣分為前m列矩陣A和后m列矩陣

      B.

      第2步,構(gòu)造

      N×m

      的矩陣

      ABi(i = 1,2,…,m),即用矩陣B中的第i列替換矩陣

      A

      的第i列,則共生成了A,B,ABi(i=1,2,…,m)共m+2個(gè)矩陣,則可得到

      N×(m+2)

      樣本數(shù)據(jù)。

      第3步,將第2步產(chǎn)生的樣本數(shù)據(jù)代入式(1)中的關(guān)系模型,可以得到對(duì)應(yīng)的

      VFr(A)

      、VFr(B)以及

      VFr(ABi(i=1,2,…,m))

      向量。

      第4步,根據(jù)2,3步得到的結(jié)果,計(jì)算式(2)所示的一階影響指數(shù)和式(4)所示的總效應(yīng)指數(shù)。

      第5步,分析和對(duì)比各影響因素的總效應(yīng)指數(shù),確定各因素作用的重要程度,對(duì)比各因素一階影響指數(shù)和總效應(yīng)指數(shù)之間的差距,確定各因素之間的交互作用。

      3 算例分析

      以新疆某地區(qū)配電網(wǎng)為例進(jìn)行鐵磁諧振故障過(guò)電壓影響因素靈敏度評(píng)估,具體步驟如下

      第1步,根據(jù)配電網(wǎng)鐵磁諧振故障歷史數(shù)據(jù),結(jié)合系統(tǒng)參數(shù)構(gòu)建仿真模型如圖3所示。

      圖3中,主變壓器型號(hào)為SSZ11-180000/220,互感器型號(hào)為JDZX9-35,對(duì)應(yīng)的互感器鐵芯勵(lì)磁特性參數(shù)見(jiàn)表1.

      確定不同工況下發(fā)生鐵磁諧振故障參數(shù)集合,結(jié)果見(jiàn)表2.

      第2步,在0.165 s時(shí)發(fā)生單相故障,故障相為A相,0.3 s故障消失后系統(tǒng)發(fā)生了鐵磁諧振。針對(duì)各因素取值情況,調(diào)整其取值,以PT一次側(cè)中點(diǎn)串接電阻為例,取值分別為1 mΩ,100 kΩ和1 mkΩ的仿真波形如圖4所示(篇幅有限僅取非故障相電壓波形)。

      將PT中點(diǎn)串接電阻阻值與過(guò)電壓的關(guān)系變化情況總結(jié)如圖5所示。

      當(dāng)中點(diǎn)電阻大于220 kΩ之后,消諧所需要的時(shí)間隨阻值變化關(guān)系如圖6所示。

      從圖6可見(jiàn),PT中點(diǎn)電阻越大消除諧振所需要的時(shí)間越短,這種關(guān)系在中點(diǎn)電阻達(dá)到一定閾值后具有飽和效應(yīng),文中算例中,當(dāng)中點(diǎn)電阻大于1 mΩ后,消諧所需要的時(shí)間縮短趨勢(shì)明顯減弱,考慮到繼電保護(hù)的靈敏性可將1 mΩ作為中點(diǎn)電阻消諧閾值。

      類(lèi)似的,可以得到系統(tǒng)中性點(diǎn)消弧線(xiàn)圈參數(shù)與過(guò)電壓之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)消弧線(xiàn)圈過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)在10%時(shí)可以達(dá)到最好的消諧效果。此外,還對(duì)互感器勵(lì)磁特性、激發(fā)故障消除時(shí)刻與過(guò)電壓的關(guān)系進(jìn)行了模擬,等等,限于篇幅不再一一展示。

      第3步,確定主要影響因素為激發(fā)故障消除時(shí)間(m1)、鐵芯類(lèi)型(m2)、故障位置(m3)、變壓器中性點(diǎn)電阻(m4)、線(xiàn)路構(gòu)成(m5)、過(guò)渡電阻(m6)、消弧線(xiàn)圈(m7)、補(bǔ)償電容(m8)、接地電容(m9)和互感器高壓側(cè)中性點(diǎn)電阻(m10)等因素第3步,構(gòu)建m=10的影響因素序列,并將其取值規(guī)范為(0~1)區(qū)間內(nèi),設(shè)置采樣設(shè)的樣本數(shù)10,利用蒙特卡洛方法生成10×20矩陣,如圖7所示。

      圖7中,矩陣數(shù)值與右側(cè)比色卡相同顏色所標(biāo)示的數(shù)值相對(duì)應(yīng),越偏黃數(shù)值越大,最大為1;越偏藍(lán)色數(shù)值越小,最小值為0.構(gòu)建M矩陣的前10列A矩陣換和后10列B矩陣,再用矩陣B中的第i列替換矩陣A的第i列,得到10組10×10矩陣,記為

      ABi(i=1,2,…,m)

      ,結(jié)合A,B矩陣,共得到12×10組鐵磁諧振影響因素的變量取值,可得到120個(gè)

      VFr

      樣本數(shù)據(jù)。類(lèi)似的,設(shè)置采樣數(shù)為1 000,則可得到12 000個(gè)

      VFr樣本數(shù)據(jù)。

      第4步,根據(jù)式(2)~式(7),可以分別計(jì)算出各影響因素的一階影響指數(shù)和全局效應(yīng)指數(shù)。結(jié)果如圖8所示。

      以圖8可見(jiàn),m1,m4,m7,m10表征的影響對(duì)故障風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)重要度較大,表明在該區(qū)域電網(wǎng)中,激發(fā)性故障消除時(shí)刻、中性點(diǎn)電阻、消弧線(xiàn)圈和互感器高壓側(cè)接非線(xiàn)性電阻對(duì)鐵磁諧振過(guò)電壓具有關(guān)鍵性的影響,對(duì)比一階靈敏度指標(biāo)和全局靈敏度指標(biāo)發(fā)現(xiàn),各影響因素之間存在交互作用,但都不太明顯。

      單相故障消除時(shí)刻雖然對(duì)鐵磁諧振過(guò)電壓幅值影響較大,但不常用此類(lèi)措施,因?yàn)樵诓唤拥叵到y(tǒng)中,發(fā)生單相故障后系統(tǒng)仍然可運(yùn)行1~2 h,對(duì)故障的清除時(shí)間往往無(wú)法把握精確;工程上較為實(shí)用的方法是加裝中性點(diǎn)電阻、消弧線(xiàn)圈和互感器中點(diǎn)接非線(xiàn)性電阻。

      4 結(jié) 論

      基于A(yíng)TP-EMPT軟件構(gòu)建了PT鐵磁諧振過(guò)電壓仿真模型,通過(guò)遍歷影響因素的可能取值得到了不同工況下過(guò)電壓數(shù)據(jù),為了量化與對(duì)比各因素的作用程度,利用Sobol法進(jìn)行靈敏度分析,并得到下述結(jié)論。

      1)互感器中點(diǎn)電阻具有明顯的消諧效果,電阻越大,鐵磁諧振過(guò)電壓幅值越低,消諧所用的時(shí)間越短,

      1 mΩ可作為中點(diǎn)電阻消諧閾值。

      2)變壓器中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地可以有效消除鐵磁諧振,然而需要進(jìn)行參數(shù)的重新設(shè)置,才能具有最佳的消諧效果,建議消弧線(xiàn)圈的電感值按過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)的10%來(lái)選取。

      3)快速切除激發(fā)性故障對(duì)鐵磁諧振抑制過(guò)電壓幅值和縮短作用時(shí)間都具有最佳的效果,且不用追加投資即可達(dá)到抑制效果,具有更大的經(jīng)濟(jì)性,但必須結(jié)合保護(hù)裝置的整定參數(shù)進(jìn)行消諧。

      4)結(jié)合仿真和靈敏度分析發(fā)現(xiàn),激發(fā)性故障消除時(shí)刻、中性點(diǎn)電阻、消弧線(xiàn)圈和互感器中點(diǎn)接

      非線(xiàn)性電阻對(duì)鐵磁諧振過(guò)電壓具有關(guān)鍵性的影響。

      值的指出的是,加裝中性點(diǎn)電阻和互感器中點(diǎn)電阻前,必須要進(jìn)行諧振能量的估算,確定所能吸收的阻值范圍,保證能夠完全消耗掉諧振產(chǎn)生的能量,否則會(huì)出現(xiàn)因消諧電阻的吸收能量能力的不足而消諧失敗,如何進(jìn)行諧振能量的估算和電阻能量匹配,將是論文下一步研究的方向。

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