变压器直流偏磁对无功功率影响的仿真分析

直流输电线路处于单极大地运行方式时,其接地极向大地注入幅值高达几千安培的直流电流。该直流电流通过由中性点接地变压器和变压器间的交流线路构成的直流通道侵入交流系统,增加变压器无功功率消耗,占用变电站无功补偿设备的容量,影响电网的正常运行。基于PSCAD仿真软件,搭建典型变电站系统在直流偏磁工况下的仿真模型,对不同偏磁电流注入下变压器励磁电流变化和无功功率消耗情况进行定量仿真分析。仿真结果表明:随着注入直流偏磁电流的增加,变压器励磁电流畸变程度愈发严重,其消耗的无功功率急剧增高,对电网的无功平衡和电压调节产生极为不利的影响。该结果对直流偏磁无功功率特性以及直流偏磁工况下短路电压支持能力的研究具有参考价值。     

特高压直流输电入地电流对送端交流系统内变压器不利影响的评估

随着我国特高压直流输电工程的发展进程加快,直流接地极近区交流系统变压器受入地电流直流偏磁影响程度加深,为探究不同大地电阻率情况下直流分布的规律和直流偏磁的风险,以扎鲁特-青州±800 kV特高压直流输电工程为例,根据内蒙古特高压输电工程的相关资料,分析极址的电性构造,在直流偏磁计算软件中建立交流系统的直流网络模型,计算得到交流系统内变压器绕组上的直流电流分布。根据变压器绕组允许通过的直流电流推荐值,评估变压器上直流偏磁的风险,并提出相关治理方案。计算结果表明,取电阻率上限值建立大地模型的方法比较严格,利用中性点串联电容的方法能较为有效地解决变电站直流偏磁问题。     

复杂运行方式下核电站变压器的直流偏磁问题

核电站地处电网的边缘地区,运行方式复杂,变压器直流偏磁问题比较突出。以滇西北—广东直流输电工程为例,分析其大亚湾与岭澳互联方案影响。通过构建大亚湾与岭澳核电厂附近局部电网直流电流分布的仿真计算模型,分别计算2025年以及2030年广东电网架构下,直流单极大地运行时局部区域互联电网的直流电流分布,利用磁动势评估相关变压器的直流偏磁风险,并综合对比了多种直流偏磁抑制方案。结果表明:直流输电工程可能导致核电站变压器直流偏磁风险,不同电网运行方式会影响直流电流分布,合理选择电容隔直的措施可以有效抑制直流偏磁危害。经过分析认为,大亚湾的最终抑制方案是对站内所有变压器采取电容隔直措施。     

换流变压器直流偏磁的理论分析和仿真研究

对直流偏磁下产生的励磁电流各谐波成分进行理论分析和仿真验证。研究结果表明,换流变压器直流偏磁下的励磁电流中二次谐波占主要成分,二次谐波与注入直流电流呈线性关系,且其随直流电流的增长幅度要高于其他低次谐波。     

地铁杂散电流引起变压器直流偏磁电流的相关性分析

地铁运行过程中泄露的杂散电流导致附近地表电位发生改变,使各个接地变压器处于不同的地电位上,引发变压器的直流偏磁.为探究地铁杂散电流引起变压器直流偏磁电流之间的数值关系,针对地铁的双端供电模式的运行环境,研究地铁供电系统中杂散电流泄露方式与引起变压器直流偏磁的流通路径,揭示地铁运行过程中变压器直流偏磁的产生机理;基于双端供电的杂散电流分布离散模型,考虑杂散电流的泄露路径对变压器直流偏磁的作用机理,搭建杂散电流引起变压器直流偏磁电流的等效电阻模型,建立变压器直流偏磁电流随地铁运行工况变化的计算方程,实现由杂散电流引起的沿线变压器中性点直流电流的数值分析与计算;利用CDEGS仿真模型验证该模型的有效性,能够准确计算地铁站附近的变压器中性点直流偏磁电流,对地铁站、变电站的规划建设具有一定的指导意义.     

±800kV晋北-南京特高压直流输电对安徽电网交流变压器直流偏磁影响分析与治理

为分析±800kV晋北-南京特高压直流输电工程产生的直流偏磁对安徽电网交流变压器的影响,文章基于场路耦合方法,建立安徽交流电网直流电流分布模型,实测获得安徽地区典型土壤电阻率,仿真分析了直流接地极注入5000A入地电流后安徽电网220kV及以上变电站的直流偏磁情况,根据仿真计算结果提出了相应的治理措施,并结合工程启动调试,开展了治理前后的直流偏磁电流测试,验证了治理措施的有效性。     

基于磁致伸缩效应的三相五柱变压器振动特性仿真与实验研究

为深入研究三相五柱变压器在直流偏磁条件下的振动特性,首先基于激光多普勒效应,对取向硅钢片磁-弹耦合特性进行测量,获得磁致伸缩曲线.其次提出适用于大型三相电力变压器的直流偏磁实验方案,将两台变压器相并联,并在中性点引入直流激励,测量变压器励磁和振动特性.基于磁-机械场的耦合理论进行有限元仿真,得到三相变压器铁心磁场和振动...     

偏磁式消弧线圈工作机理研究(一)

通过建立数学模型和解析分析,揭示了偏磁式消弧线圈的工作机理,阐明了在直流控制绕组中不仅含有控制电源提供的直流偏磁电流,而且还含有由交流侧感应出的直流电流分量及一系列偶次谐波电流分量,在交流工作绕组电流中,不仅含有基波电流,而且含有一系列奇次谐波电流。研究了影响各电流分量大小的因素及各电流分量的变化趋势。     

高压直流偏磁对变压器的影响及抑制方法研究

宁东±660 kV直流输电工程在单极大地方式下会使接地极附近的变压器产生直流偏磁现象,直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态,严重时可危及电网的安全运行.以串联电容法为技术基础的变压器中性点直流电流隔离接地装置的研制与开发,合理运用了氧化锌阀组和大容量快速开关作为电容器的双重保护,可以有效地阻断变压器中性点直流电流的流入,避免变压器直流偏磁显现的发生,保证了电网安全稳定运行.     

直流偏磁对不同铁心结构和联结组别变压器感应电动势的影响

特高压直流输电系统单极运行会导致临近变压器出现直流偏磁现象,而变压器感应电动势会对电网电压产生重要影响。为了研究直流偏磁对不同铁心结构和联结组别变压器感应电动势的影响,本文将三相三柱式和五柱式变压器时步有限元模型与YNy和YNd连接的外部电路相结合,建立了能够反映不同联结组别和铁心结构的变压器场-路耦合模型。研究了变压器感应电动势和励磁电流的基波及谐波含量随直流偏磁程度的变化规律,揭示了感应电动势波形畸变率与铁心结构及联结组别之间的关系;最后通过实验验证了结果的正确性。结果表明,直流偏磁对三相五柱式变压器感应电动势的影响较大,采用YNd联结会减小感应电动势波形的畸变率;而直流偏磁对三相三柱式变压器感应电动势基本没有影响。     

直流偏磁对换流变压器励磁电流的影响

直流偏磁是换流变压器的一种非正常工作状态，是指在变压器励磁电流中出现直流分量，它使励磁电流显著增大及波形严重畸变，使变压器铁心在正、负两个半周内饱和程度不一致，即使铁心磁化曲线不对称，使铁心出现周期性的饱和.针对上述情况，提出了一种在直流偏磁情况下研究变压器空载的二维瞬态场路直接耦合有限元分析方法，分析了在不同直流偏磁情况下，变压器空载状态下的铁心磁感应强度、励磁电流情况.结果表明，随着变压器直流电流的增加，变压器铁心饱和度愈高、励磁电流畸变愈严重.     

阻抗匹配平衡变压器的负序电流

简述了阻抗匹配平衡变压器的结构特征 ,针对不同负荷条件下的负序电流进行了计算和分析 ,以曲线形式描述了高压侧电流不对称度的变化规律 ,并给出了一组实测电流 .分析结果表明 ,阻抗匹配平衡变压器对于减少电力牵引负荷注入电网的负序电流具有十分显著的效果 .     

时变非线性涡流场的一种分析方法

变压器在过激磁情况下运行,由于磁场高度饱和及非线性,使磁场和电流的计算十分复杂,而且在激励源是电压源时,传统的解法不能适用。本文考虑到电压激励源作用,应用场、路结合来计算磁场和电流的时空分布,以时间周期性作为约束条件,进行有限元数值求解,新方法对单相变压器空载运行时的磁场和电流的计算结果,与实验测得电流大小和波形作了对比,证明比传统的有限元法具有减少运行计算时间和提高计算精度等显著优点。     

矩形波激励下磁芯损耗测量中绕组损耗的测量

直流法通过逆变电路将直流电压转变为施加到被测磁件上的交流电压,测量直流输入的有功功率获取磁芯损耗,因此,能精确地测量不同的占空比矩形波激励下磁件损耗。为了能够精确地获得磁件损耗里的磁芯损耗,引入辅助空心电感与副边短路的磁件串联作为负载测量磁件的绕组损耗。建立了实验装置,且用傅立叶展开计算绕组损耗进行验证,最大相对误差为12.91%,其最大绝对误差为7.480 2 mW,验证了该法能够精确地测量矩形波激励下磁件损耗中的绕组损耗。     

主变噪音异常及案例分析

从噪音产生机理、谐波电流的影响、直流电流的影响等对主变压器噪音异常现象进行了分析。直流入侵时会产生直流偏磁现象,随着直流分量的增大,励磁电流畸变越来越严重,并出现严重的半周饱和,从而对变压器产生严重危害。通过分析,确认驿南府变电站主变压器异常噪音为直流电流的影响,为解决这些问题,提出了串联电阻、串联高压电容器等解决的方案。实践证明了这些方案的有效性。     

高压交直流混合输电直流线路远后备保护研究

在仿真软件PSCAD/EMTDC中的CIGRE直流输电标准测试系统中加入直流线路自动再起动顺序控制,模拟直流线路不同位置及经过渡电阻接地故障,根据线路自动再起动控制过程中控制系统失灵时换流变压器网侧电压电流的变化规律,提出采用低电流保护作为直流线路的远后备保护,达到优化和完善直流线路后备保护的目的。仿真结果表明低电流保护动作可靠、逻辑简单、易于实现。     

从外部补偿电流互感器误差

提出了一种从外部补偿电流互感器误差的方法。这种方法是用电子技术实现的。补偿装置可以在户内接入被补偿电流互感器的二次回路中,将精度由0.5级提高到0.1级。这种方法对10kV～220kV电压等级的电流互感器都适用。补偿装置结构简单,性能可靠,成本低廉。安装和维护都很方便。     

一种应用于直流配电网的隔离直流变换器软启动方法

针对广泛应用于直流配电网的双有源桥的启动电流冲击问题,提出一种简单的直流变换器软启动方法。在设定的启动时间内,输入侧H桥输出方波电压占空比从0逐渐增加到0.5,同时通过移相控制调节输出侧电压在相同的时间内从0逐渐增加到给定值。通过这两种方法的协同控制,可以有效抑制启动时电流冲击和直流电压振荡,系统具备很好的抗扰能力且不需要采用传统软启动的复杂模式切换。分析和仿真验证了软启动方法的有效性。     

高压大容量电压互感器误差补偿的新方法及其实现

对于目前生产和使用的10kV～20kV电压互感器,存在值得重视的两个问题:其一是这些电压互感器大部份为0.5级,不能满足0.2级的最新要求;其次是二次回路的压降往往远超出部颁规程的要求.这严重影响了计量的准确性并使发电量、线损、煤耗等重要的技术经济指标失准.本文提出了一种误差补偿的新方法,并以其为原理研制出了实用的误差补偿装置。该装置可在户内接入电压互感器的二次回路中,结构紧凑,性能可靠,能有效地解决上面提到的两个问题。