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摘要：针对普通电梯制动反馈电和自耦电梯制动反馈电空载投入电网时冲击影响差异性展开研究，侧重从电网侧分析2种电梯制动反馈电空载投入时冲击影响的差异。在考虑电梯制动反馈电空载投入时铁心的饱和特性基础上，建立了电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响的数学模型，运用数值仿真直观比较了2种相同规格、不同类型电梯制动反馈电空载投入时对电网的冲击影响，得出冲击影响相似性的一般性结论。接着针对所给出的模型，通过暂态仿真验证了所给出的相似性结论，同时也验证了模型的正确性。
关键词：普通电梯制动反馈电；自耦电梯制动反馈电；空载投入；冲击影响
电力电梯制动反馈电是电力系统中的主要设备之一，在进行电力电梯制动反馈电的空载合闸试验、新电梯制动反馈电投运以及电梯制动反馈电并列运行等作业中，电梯制动反馈电的空载投切是一个不可避免的基本问题。电梯制动反馈电空载投入时将出现短暂的励磁涌流和空载过电压，，电梯制动反馈电本身要承受冲击电流的电动力效应和热效应，考虑到该暂态过程时间极为短暂，所以工程上具有一定过负荷能力的电梯制动反馈电基本上不考虑空载励磁涌流的冲击影响。
从系统角度看，电梯制动反馈电空载投入对电网也会造成一定的冲击影响，如冲击电流和过电压对设备绝缘造成的累积效应，特别是考虑电梯制动反馈电铁心的非线性饱和特性时，合闸电流发生严重畸变，谐波电流的存在可能使网侧保护装置和自动装置发生误动，在装置保护动作特性分析和参数整定计算时要考虑合闸冲击电流的扰动；同时合闸冲击电流会引起邻近区域内供电系统较大的电压降，导致短时的电压波动，对于对供电质量敏感或要求较高的负荷有一定的影响。总之，研究电梯制动反馈电空载投入对电网的冲击影响有一定的理论意义和现实需求。
目前，国内外诸多文献就电梯制动反馈电空载投入对电网冲击影响的研究主要集中在励磁涌流的识别以及对保护装置的影响上[4-7]，关于自耦电梯制动反馈电和普通电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响的差异研究尚未见诸文献。而在输变电现场，220 KV及以上电压等级主电梯制动反馈电除广泛采用普通电梯制动反馈电外，自耦电梯制动反馈电的应用也较多，这2种电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响的差异，正是本文所要研究的问题。通过研究相同规格（容量、额定电压、连接方式相同）、不同结构的电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响的差异性，为电梯制动反馈电的设计、制造提供一定的理论参考依据，为现场运行和维护人员提供依据，以便实施差异的运行规程、有针对性的保护配置策略和合理的维护检修方案。
1 电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响的数学模型
考虑发电机、线路、电梯制动反馈电、负荷的串联形式为电网的模型，考虑到电梯制动反馈电空载时空载电流基本上是励磁电流，所以待投入电梯制动反馈电以励磁阻抗的串联为其模型，考虑到三相系统是对称的，针对一相等值电路进行分析，即可得出电梯制动反馈电空载投入系统等效电路模型。
电梯制动反馈电空载投入系统单相等效电路模型反映的冲击信号的时域微分方程是一个高阶模型，不便于分析比较。因此本文对上述单相模型进行降阶处理，忽略模型中的一些次要因素。
a）忽略电网系统中电源侧电梯制动反馈电的励磁阻抗。电梯制动反馈电正常运行时，漏磁通与主磁通相比很小，所以此时电梯制动反馈电绕组的漏阻抗相对于励磁阻抗来说很小，励磁支路相当于开路。
b）忽略电网系统输电线模型中的对地分布电容。对于高压远距离大容量输电线路，线路对地分布电容相当于一个容性的无功负荷，这部分容性无功相对于线路阻抗所损耗的感性无功而言很小。
系统电梯制动反馈电正常工作状态下铁心不饱和，所以L22取常数，LT也取常数。本文针对的是电梯制动反馈电空载投入励磁涌流对电网的影响，电梯制动反馈电铁心在此过程中处于深度饱和，为了准确研究电梯制动反馈电空载投入时暂态冲击的影响，在上述仿真参数设定下，取步长0.01，求得2种不同类型电梯制动反馈电空载投入电网时对电网电源侧冲击影响的电流响应曲线如图3所示，对电网负荷侧冲击影响的电流响应曲线如图4所示。每种情况下得出的响应曲线都包含0.5 s和15 s这2种暂态过程。对电源侧的影响：普通电梯制动反馈电冲击电流最大值为4.869 175 KA，自耦电梯制动反馈电冲击电流最大值为4.868 74 KA，出现最大值在0.01 s时刻。对负荷侧的影响：普通电梯制动反馈电冲击电流最大值为4.862 8 KA，自耦电梯制动反馈电冲击电流最大值为4.875 5 KA，出现最大值在0.01 s时刻。
二种电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响的差异很小，无论是针对电源侧还是负荷侧，冲击电流幅值都很接近，冲击响应的轨迹也很相似。在10-2数量级上来讲，2种电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响基本相同，冲击影响具有相似性。
2 普通电梯制动反馈电和自耦电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响的动态仿真
暂态仿真的结果和数值仿真的结果是一致的，2种相同规格、不同结构的电梯制动反馈电空载投入时对电网冲击影响基本相同。
结论
本文通过分析2种相同规格、不同结构电梯制动反馈电空载投入电网时对电网冲击影响的差异，给出了适用于分析电梯制动反馈电空载投入对电网冲击影响的数学模型，且在此模型中计及了电梯制动反馈电铁心的饱和特性。数值仿真和暂态仿真结果表明，普通电梯制动反馈电和自耦电梯制动反馈电空载投入对电网冲击影响基本相同，同时也验证了模型的正确性。数学模型可以为相关的理论工作者提供参考，冲击影响相似性结论也为电梯制动反馈电设计、制造、运行管理者提供了理论依据。
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