王会广论文答辩课件.ppt

第1页 North China Electric Power University 变电站二次电缆宽频网络参数提取与暂态计算导师:张重远姓名:王会广第2页 North China Electric Power University 提纲第1章引言第2章理论基础知识第3章二次电缆二端口网络参数的计算与测量第4章变电站传导干扰计算模型的建立与仿真第5章结论与展望第3页 North China Electric Power University 第1章引言 变电站电磁兼容问题在电力系统运行时开关要经常操作,开关操作时,在高压母线上会产生复杂的瞬态电压和电流,并且在母线周围空间产生瞬态电磁场。这些瞬态电磁过程不仅幅值较高,而且包含的频率分量从几十 kHz 到上百 MHz ,这就会对变电站内工作的二次设备和系统产生电磁干扰。雷击高压母线也将对电站内二次设备产生电磁干扰。高压母线上的瞬态电磁过程主要通过以下几种途径对二次设备和系统产生电磁干扰: 1. 容性耦合。 2. 感性耦合。 3. 电磁场辐射。 4. 传导性耦合。第4页 North China Electric Power University 本文研究瞬态信号经过 PT 和二次电缆后对二次设备引起的传导干扰。尽管在实验室可以应用频谱网络分析仪方便的测量出二次电缆网络参数,但在实际大型电站中,二次电缆从高压母线下的端子箱到控制室跨度很大,实际测量存在很多困难。因此,对二次电缆宽频网络的参数提取和暂态计算有非常重要的实际意义。同时,二次电缆网络参数的准确计算与提取对电力系统过电压在线监测也有重要的意义。对变电站内瞬态电磁环境进行实际测量是必不可少的,现在的测量系统很难得到令人满意的测量结果,而且测量的代价较大,重复性较差。通过数值计算预测变电站内的瞬态电磁环境就显得尤为重要。对气体绝缘变电站瞬态电磁环境进行数值预测,可以避免购置昂贵的测量设备,节约大量的资金,而且重复性很好,可以进行更加深入细致地研究。第5页 North China Electric Power University 另外,数值预测可以在变电站未建成之前就进行,从而为设计人员提供必要的数据,直接为工程设计服务,可以使设计人员具有更加明确的设计目标。预测变电站内的瞬态电磁环境,对变电站内电磁兼容问题的研究具有非常重要的意义。第6页 North China Electric Power University 课题的研究现状目前,二次电缆的宽频网络参数的计算方法有解析方法和数值方法两大类。通常一些解析方法被用来分析计算内外导体具有若干特定截面形状时的同轴线单位长度电容和特性阻抗,这些方法已经取得了很大成功。但对于不规物体,解析方法具有推导公式复杂、计算量大的缺点,因而诸多的提取方法在解析方法的基础上发展了数值方法。本文选用两根二次电缆作为研究对象,先计算其分布参数,然后转化为传输参数矩阵。另外,建立 PT 和二次电缆级联的传导干扰模型, 计算出瞬态信号经过 PT 和二次电缆后,在二次电缆末端产生的电磁干扰,并用实验验证方法的有效性。第7页 North China Electric Power University 本论文的主要研究工作本论文建立了一种传导干扰的数值计算模型,它能够计算通过 PT 和二次电缆的波对二次设备产生的电磁干扰,对变电站电磁兼容预测有重要的应用价值。在实验室仿真,选用了信号发生器、浪涌发生器和陡波发生器来模拟变电站内的干扰电压,对该模型进行了实验验证。本论文的主要工作如下: 1. 测量了油 PT 和四芯、八芯二次电缆的散射参数。 2. 计算了四芯电缆的分布参数。由于解析法和有限元法计算精度相当,且解析法运用灵活,因此用解析法计算八芯电缆的分布参数, 通过矩阵变换得到二次电缆的传输参数矩阵,近而得到二次电缆二端口的传递函数,利用矢量匹配法对其频域形式进行有理函数拟合。第8页 North China Electric Power University ,用信号发生器、浪涌发生器和陡波发生器进行时域测量,将一次侧的测量电压与以上拟合的传递函数时域形式进行递归卷积运算,运算结果与二次侧测量电压进行对比,验证计算模型的正确性及可行性。 4. 将散射参数转化为传递函数,用散射参数测量法建立 PT端口模型和验证二次电缆分布参数计算的正确性。建立传导干扰模型,并对其进行了时域测量。第9页 North China Electric Power University 第2章散射参数的测量应用 Agilent 4395A 网络/频谱/阻抗分析仪分别对型号为 JDJ-10 10kV/100V 油浸式单相电压互感器和型号