运行状态对铁芯饱与稳定因子SSF的影响

直流系统的运行状态,受受端负荷大小的影响,当受端负荷较轻的时候,直流系统 输送功率较小,此时的变压器也处于轻载状态,而在空载或者轻载状态下变压器是很容 易出现饱和的,因此下面主要讨论特高压直流系统在单极输送不同功率的情况下运行时 对变压器铁芯饱和的影响。通过仿真试验,以下只列出单极100%额定功率运行、70% 额定功率运行、40%额定功率运行、20%额定功率运行及10%额定功率运行的工况下的 仿真情况。

首先与上节相同的方法,计算出不同功率运行状态下换流器两侧谐波关系的矩阵, 然后进一步计算出对应的换流变压器的饱和稳定因子SSF,计算结果如表5.2所示: 计算结果表明,系统在loo%额定功率、70%额定功率、40%额定功率和20%额定 功率运行时,变压器的铁芯饱和稳定因子SSF>O,在该种情况下,系统是稳定的;10% 额定功率运行时,变压器的铁芯饱和稳定因子SSF

特高压直流系统传输单极100%额定功率、70%额定功率、40%额定功率、20% 额定功率及10%额定功率时,整流侧直流电流波形分别如图5—10中(a)

由图可以看出,系统以100%额定功率、70%额定功率运行时, 在遭受外界扰动后,系统都能恢复到故障前的稳定运行水平,说明系统没有出现变压器 铁芯饱和而引起的谐波不稳定。 为了进一步分析,40%额定功率、20%额定功牢及10%额定功率运i删、J.卣流系统足 甭会出现换流变铁芯饱和不稳定,将这三种运行状态下的赢流电流用傅必l_f。分析,提墩 出直流电流中的基频分量,基频分量大小如图5.11所示,由图可以看?,,f芝输40%额 定功率和20%额定功率时,故障的消失后直流电流中的毓频分量随着时间变化而慢慢减 小,而直流系统传输10%额定功率的情况下,故障消失,f『}肖流l乜流。}l基频分量4i仪不能 哀减,而且呈现出增大的趋势,说叫直流电流的丛频分量转化为交流侧的负序直流分量 及正序2次谐波分量,使得交流系统的畸变程度进一步加;乡I{,而交流侧的iF序2次谐波, 又将转化为直流侧的基频分量,使得基频分量进一步增大,冈此直流侧的基频分量谐波 ‘j交流侧n们阿手2次谐波,刁i断形成了正反馈,导致变压器铁芯严重饱和而引起直流系 统谐波不稳定。

同时该仿真也表f¨j,变压器的饱和程度跟其负载大小有很大关系,当变 压器轻载状态运行时,很容易造成变门三器铁芯f形莺饱和。 山以上的仿真表19],单极10%额定功j簪的工况下,在外界干扰下,特高压直流系统 f艮容易m现了谐波不稳定fI勺现象。直流系统11气极10%额定功率的运行状态,也是直流系 统的最小输送功二笨,凶此,下而详细分析该工况下}{{现的谐波不稳定现象。 Y-Y肜换流变压器A 41J磁化IU流波7E;及其局部放火图如图5—12所示,

从图中呵以 看出,敞障发生后,换流变区器A相磁化r乜流波形呈现m非常尖的尖顶波,这说明换流 变Jji器在故障后进入严重饱和的状态,同时也表叫换流变压器被三相短路故障激发导致 为了进一步分析直流电流所含的谐波分量,将直流电流进行FFT分析,其低次喈波 电流如图5.13所示,图中主要给出了1次、2次、3次、4次、5次、6次谐波电流,? 图中可以看卜B,直流电流所包含的低次谐波分量中,1次谐波r乜流含量最人,这说明直 流电流巾产生了很大的基频分量电流,根据交直流两侧谐波的转换关系,其将转化成交 流侧的『F序2次谐波和负序直流电流分量,正序2次谐波又将转化为直流侧的暴频分量 谐波,从而不断形成正反馈,进一步加剧换流变压器的饱和及交流母线电压的畸变,最 终导致系统不能稳定运行。