在利用高頻磁環(huán)抑制電力系統(tǒng)快速過電壓的研究領(lǐng)域,本文作者已經(jīng)取得一定成果。在以往工作的基礎(chǔ)上,提出了利用高頻磁環(huán)并聯(lián)阻尼電阻來抑制變壓器雷電過電壓的方法,作為避雷器保護(hù)的補(bǔ)充和完善措施,并進(jìn)行了相應(yīng)的模擬試驗(yàn)和仿真分析,證明了該方法的可行性。1 過電壓抑制原理 利用高頻磁環(huán)抑制變壓器雷電過電壓的方法是將高頻磁環(huán)和阻尼電阻并聯(lián)后安裝到與變壓器相連接的線路上,改變線路的參數(shù),增加雷電波傳播路徑中的電感和能量損耗。雷電波經(jīng)過高頻磁環(huán)和阻尼電阻之后幅值和陡度被削弱,從而保護(hù)了變壓器?! ?/P>
單獨(dú)使用磁環(huán)僅可以降低雷電波的陡度,不能消耗其能量;而且,由于雷電波幅值很高,磁環(huán)很容易因磁飽和而失去作用。因此,作為避雷器保護(hù)的補(bǔ)充,本文使用高頻磁環(huán)并聯(lián)阻尼電阻來抑制雷電過電壓,由多個(gè)磁環(huán)組成的磁環(huán)串套裝在變壓器的連接導(dǎo)線上,阻尼電阻并接在磁環(huán)兩端。雷電波到達(dá)磁環(huán)串后,由于磁環(huán)電感的作用,一部分雷電流通過阻尼電阻分流,雷電波的幅值被衰減。研究表明,磁環(huán)串電感越大,則可以選擇越大的阻尼電阻,獲得更大的衰減作用;在磁環(huán)串電感一定的情況下,阻尼電阻有一個(gè)最優(yōu)值,產(chǎn)生最大衰減。阻尼電阻的存在還有另一個(gè)重要作用,即通過對雷電流的分流作用,減小磁環(huán)飽和程度。圖1 高頻磁環(huán)串和阻尼電阻并聯(lián)結(jié)構(gòu) 圖2 為所采用的非晶磁芯材料(FJ37 型)的磁化曲線。如需有效抑制雷電波陡度,即需要足夠大的磁環(huán)串電感。磁環(huán)串電感取決于磁環(huán)材料特性和磁環(huán)串尺寸。在實(shí)際應(yīng)用中,須盡可能選擇高飽和、高磁導(dǎo)率、高工作頻率的磁性材料。要保證高頻磁環(huán)串的工頻阻抗很小,在工頻電流通過時(shí)損耗和壓降很小,不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外,還應(yīng)根據(jù)應(yīng)用條件優(yōu)化磁環(huán)的幾何形狀和尺寸。本文選取的磁環(huán)由非晶磁芯構(gòu)成,非晶磁性材料的頻率范圍為300 kHz,相對磁導(dǎo)率200~1 000,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約1.5 T。非晶磁芯為鐵基材料,卷制加工,便于制做大尺寸磁環(huán),價(jià)格合理。
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