電容式電壓互感器的仿真建模及在輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度及調(diào)度要求的提高，各種類型的輸電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。柔性交流輸電系統(tǒng)(Flexible Alternating Current Transmission System，簡(jiǎn)稱FACTS)可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送功率的靈活控制，加裝無(wú)功補(bǔ)償?shù)奶馗邏狠旊娤到y(tǒng)可滿足電網(wǎng)對(duì)遠(yuǎn)距離低損耗大容量輸電的要求，兩種系統(tǒng)應(yīng)用較多。電容式電壓互感器(Capacitor Voltage Transformer，簡(jiǎn)稱CVT)作為測(cè)量電壓時(shí)所必不可少的設(shè)備，在兩種輸

2、電系統(tǒng)中舉足輕重。但在諧波含量較高的FACTS系統(tǒng)中，因CVT諧波傳變特性規(guī)律不明，其測(cè)量誤差未知;在加裝混合無(wú)功補(bǔ)償裝置的特高壓輸電系統(tǒng)中，目前尚未展開(kāi)線路空載合閘對(duì)CVT二次側(cè)過(guò)電壓方面的研究;在特高壓串補(bǔ)平臺(tái)投切過(guò)程中，鄰近CVT的瞬態(tài)電流及其抑制措施方面的工作也有待完善。本文建立了CVT的諧波傳遞模型、暫態(tài)過(guò)電壓模型以及高頻等效模型，針對(duì)其在兩種輸電系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)所遇到的問(wèn)題，討論了相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施。
　　針對(duì)FACTS系統(tǒng)中

3、諧波含量較大而CVT又不能用來(lái)測(cè)量諧波的問(wèn)題，本文基于Y-Δ等效變換及傳遞函數(shù)級(jí)聯(lián)方法研究CVT的諧波傳遞特性，利用MATLAB歸納各種雜散電容及其它主要參數(shù)對(duì)其諧波特性Bode圖的影響規(guī)律，最后模擬了FACTS輸電線路中CVT對(duì)諧波電壓的量測(cè)。結(jié)果表明:低頻段Bode圖呈現(xiàn)帶通特性，受參數(shù)影響不大，測(cè)量接近真實(shí)值，但高頻段Bode圖因峰值和低谷的存在，20次左右的諧波測(cè)量誤差較大，實(shí)際工程可參考本文得到的Bode圖曲線對(duì)每一次的測(cè)量值

4、進(jìn)行修正，以便得到較為準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
　　針對(duì)特高壓輸電系統(tǒng)空載合閘時(shí)，加裝混合無(wú)功補(bǔ)償對(duì)CVT二次側(cè)過(guò)電壓的影響有待研究的問(wèn)題，本文得到混合無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝與否對(duì)線路空載合閘下CVT二次側(cè)過(guò)電壓及其頻域特性的影響規(guī)律，依據(jù)分段線性化及拉氏變換方法，建立特高壓輸電線路加裝混合無(wú)功補(bǔ)償時(shí)CVT的暫態(tài)等值拓?fù)?，推?dǎo)出串補(bǔ)補(bǔ)償度變化時(shí)二次側(cè)空載合閘過(guò)電壓的振蕩頻率與衰減系數(shù)，并歸納出合閘相角變化下，混合無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償度不同時(shí)CVT二次側(cè)

5、低頻電壓、工頻分量、過(guò)電壓峰值及4次諧波電壓的變化曲線。結(jié)果表明:裝有混合無(wú)功補(bǔ)償?shù)奶馗邏狠旊娋€路空載合閘時(shí)，過(guò)電壓波形呈拍頻特性，工頻及四次諧波分量幅值有所降低，低頻分量相對(duì)較大，出現(xiàn)較小的非振蕩分量，高頻振蕩角頻率也隨補(bǔ)償度的增加而增加，二次側(cè)過(guò)電壓得到了一定程度的抑制，其中串聯(lián)補(bǔ)償裝置對(duì)過(guò)電壓的抑制最明顯。
　　針對(duì)特高壓串補(bǔ)平臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)投切時(shí)所產(chǎn)生的瞬態(tài)電流易造成鄰近CVT電容分壓器損壞的問(wèn)題，基于矢量匹配法建立CVT的高

6、頻等效模型，總結(jié)模型中各參數(shù)大小的變化對(duì)其阻頻特性的影響規(guī)律，并對(duì)比CVT分壓電容的高壓端端子處串聯(lián)電感和電阻時(shí)對(duì)瞬態(tài)電流的抑制效果。結(jié)果表明:頻率高于106Hz時(shí)，阻頻特性會(huì)產(chǎn)生多個(gè)諧振點(diǎn)，工程上配置電容分壓器寬頻等效電路的四個(gè)參數(shù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮瞬態(tài)電流的抑制效果和測(cè)量精度，另外，在CVT分壓電容的高壓端端子處串聯(lián)電感或電阻時(shí)可有效抑制瞬態(tài)電流，其中，保護(hù)電阻的抑制效果最好。
　　本文從CVT的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、高頻模型三個(gè)角度全方位