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高压/特高压三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法研究

作　者: 罗慧卉
导　师: 王钢
学　校: 华南理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 三调谐滤波器 灵敏度分析 滤波器失谐 故障元件检测
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


三调谐直流滤波器由于具有良好的滤波特性和经济性受到了越来越多的关注,并已在高压及特高压直流输电工程中得到了广泛应用。在三调谐直流滤波器的运行过程中,温度变化、自身发热或元件老化所导致的滤波器元件参数变化均会造成滤波器的调谐特性发生变化。当三调谐直流滤波器元件参数变化导致滤波器失谐故障时,失谐保护将动作。为了检测出滤波器中发生故障的元件,需对滤波器中所有元件进行检测,工作量大且繁琐。因此,在三调谐直流滤波器失谐保护动作后,快速准确地实现故障元件检测,具有重要工程实用价值。本文通过三调谐滤波器谐振频率对其元件参数的灵敏度分析,揭示了三调谐滤波器各元件参数变化对谐振频率的影响机理。基于ATP-EMTP建立了云广特高压直流输电系统谐波电路简化模型,分析了滤波器元件参数微变引起的各次谐波电流的变化特性,在此基础上提出了一种基于粗糙集理论的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法。通过对实际直流系统的大量仿真测试表明,该故障元件检测方法能准确、有效地检测出失谐滤波器中元件参数发生微变的元件。考虑到基于粗糙集理论的三调谐滤波器失谐故障元件检测方法仅针对滤波器元件参数发生微小变化的情况,本文提出了一种基于三调谐直流滤波器谐波阻抗偏移特性的失谐故障元件检测方法,该方法能大大增加滤波器元件参数偏移的可检测范围。本文推导出三调谐直流滤波器中各元件参数变化时滤波器谐波阻抗偏移量的公式,揭示出三调谐直流滤波器中各元件参数变化时调谐点处滤波器谐波阻抗偏移量的变化规律。以云广特高压直流输电工程中的三调谐直流滤波器为例,通过大量的分析计算,得出云广特高压直流输电系统三调谐直流滤波器失谐故障元件检测判据,并利用ATP-EMTP对云广特高直流输电系统直流侧谐波等效模型进行大量的仿真计算。结果表明该失谐故障元件检测方法简单、有效。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 直流输电概述  9-11
    1.1.1 直流输电的发展  9-10
    1.1.2 直流输电的特点  10-11
  1.2 研究目的与意义  11-14
    1.2.1 直流滤波装置的必要性  11-12
    1.2.2 直流滤波器的配置  12-13
    1.2.3 失谐故障元件检测的意义  13-14
  1.3 研究现状  14-15
  1.4 本文的主要工作  15-16
第二章 直流滤波器的特性研究  16-27
  2.1 无源型滤波器  16-19
    2.1.1 单调谐滤波器  16-17
    2.1.2 双调谐滤波器  17-18
    2.1.3 高通滤波器  18-19
  2.2 三调谐滤波器的特性分析  19-23
    2.2.1 三调谐滤波器的基本结构  19-22
    2.2.2 三调谐滤波器的阻抗频率特性  22-23
  2.3 滤波器失谐  23-24
  2.4 灵敏度分析  24-25
    2.4.1 滤波器谐振频率对元件参数的相对灵敏度  24-25
    2.4.2 灵敏度计算  25
  2.5 本章小结  25-27
第三章 基于粗糙集理论的故障元件检测方法  27-50
  3.1 故障元件的检测原理  27-28
  3.2 仿真模型的建立  28-32
    3.2.1 换流器谐波模型  29-31
    3.2.2 直流滤波系统  31
    3.2.3 逆变器直流等值阻抗  31-32
  3.3 滤波器谐波电流特性分析  32-34
  3.4 粗糙集理论  34-43
    3.4.1 粗糙集基本理论  35-39
    3.4.2 属性约简算法  39-40
    3.4.3 连续属性的离散化  40-42
    3.4.4 决策规则的评价指标  42-43
  3.5 故障元件类型检测  43-45
  3.6 仿真验证  45-48
  3.7 本章小结  48-50
第四章 基于谐波阻抗偏移特性的故障元件检测方法  50-59
  4.1 失谐保护原理及判据  50-51
  4.2 滤波器谐波阻抗偏移特性  51-54
    4.2.1 公式推导  51-52
    4.2.2 特性分析  52-54
  4.3 故障元件的检测原理  54-56
  4.4 仿真验证  56-57
  4.5 本章小结  57-59
结论  59-60
参考文献  60-64
攻读硕士学位期间取得的研究成果  64-65
致谢  65-66
答辩委员会对论文的评定意见  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 滤波技术、滤波器
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