±800kV天—中直流对哈密电网变压器直流偏磁的影响

±800 kV天—中特高压直流工程在调试期间,为研究天中直流在单极大地方式运行时对新疆电网变压器直流偏磁的影响,新疆电网进行了变压器直流偏磁带电测量工作,尤其是对天山换流站所在的哈密地区电网直流偏磁进行了多点测量,并通过交流电网直流电流分布计算软件仿真计算分析新疆哈密电网变压器直流分布的情况。仿真表明,在天中直流大功率单极大地运行时,天山换流站周边近区的变电站中性点接地的变压器直流电流较大,实测发现某些天山换流站接地极周边近区变压器中性点的偏磁电流较大,与仿真结果基本相符合,严重威胁主变压器偏磁运行,后期通过在直流电流过大的主要变压器加装了直流偏磁抑制装置,大大降低了变压器中性点的偏磁电流,提高了哈密地区电网的安全性和可靠性。     

±800kV天—中直流对哈密电网变压器直流偏磁影响的仿真和实测研究

±800 k V天—中特高压直流工程于2013年投运,天山换流站地处哈密电网变电站集中地带,其接地极位置较为特殊,为研究天中直流在单极大地方式运行时对哈密电网变压器直流偏磁的影响,通过交流电网直流电流分布计算软件仿真计算分析了哈密电网变压器直流分布的情况,同时在系统高端调试期间对换流站所在的哈密地区电网直流偏磁进行了多点测量,积累了大量实测数据。仿真结果表明,在天中直流大功率单极大地运行时,离天山换流站较近的220 k V中性点接地变压器中性点直流电流较大,实测也发现与仿真类似的结果,仿真结果与实测数据基本相符合,严重威胁主变偏磁运行,后期通过在直流电流过大的主变加装了直流偏磁抑制装置,实测表明其大大降低了变压器中性点的偏磁电流,提高了哈密地区电网的安全性和可靠性。     

哈密电网变压器直流偏磁实测分析

为了研究±800 kV哈密—郑州直流（调度命名“天—中”直流）对哈密地区变压器直流偏磁的影响,首先通过仿真论证了偏磁的存在,其次重点通过实测哈密地区变压器中性点的直流电流分布情况,分析哈密—郑州直流投运对哈密地区变压器直流偏磁的影响,并提出了治理措施进行实测验证。测量结果显示,哈密—郑州直流的投运对哈密地区变压器直流偏磁的影响较大,经过采取变压器偏磁抑制措施,取得了改善变压器中性点直流电流分布的效果,具有较好的推广和应用价值。     

特高压直流输电工程受端电网直流偏磁电流分布研究

基于场路直接耦合方法,建立了±800 kV溪浙特高压直流输电工程受端电网的直流偏磁仿真计算模型,通过仿真计算结果与现场测量数据的对比、分析,验证了计算模型的准确性。在此基础上,进一步研究了表层与深层土壤电阻率、站点与直流接地极之间的距离、多台变压器并列运行对直流偏磁电流分布的影响,可为工程交流电网直流电流分布计算及直流偏磁治理提供参考。     

直流偏磁相关问题研究综述

随着特高压直流工程的实施,由直流极单极大地回线运行引起的直流偏磁现象对电网安全运行造成了严重威胁。文中首先分析了交流电网直流电流分布的计算方法,并详细论述了直流偏磁对变压器本体和其他电网设备的影响,以及对直流偏磁的治理原则与措施进行了综述,对当前研究的进展与不足之处进行了讨论。文中认为选取合适的各地大范围土壤结构来计算交流电网直流电流分布、多方面耦合评价直流偏磁对变压器和其他电网设备的影响以及主动防御直流偏磁的治理措施将是直流偏磁方向未来的研究重点。     

特/超高压直流输电系统单极运行下变压器中性点直流电流分布规律仿真分析

为揭示直流系统运行方式与变压器直流偏磁现象之间的内在联系,基于宜昌电网的实际参数和PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台,采用交流系统网络化建模的方法,建立了包含宜昌电网两条500 k V直流输电线路以及接地极临近区域220 k V交流变压器的直流偏磁电流分布仿真模型。对给定工况下变压器中性点直流电流的分布情况进行了仿真,并与现场实测的数据进行了对比验证,还分别对单接地极场景以及双接地极场景时各个特征变电站主变中性点直流电流分布情况进行仿真,揭示了变压器中性点电位差是决定其直流电流分布特征的根本原因。结果表明:所建立模型的误差在10%以下,具备复现系统实际运行情况的能力。分析结果能够为从系统运行角度抑制直流偏磁提供理论依据。     

交流电网主动防御直流偏磁体系

为了有效预防直流偏磁危害,提出交流电网主动防御直流偏磁体系,包括交流电网现阶段直流偏磁风险评估、治理以及电网扩建阶段的风险评估、优化。提出了基于等效绕组直流电流的变压器偏磁情况评价方法。以湖北电网为例,通过调整交流电网运行方式后,湖北电网各变电站的绕组等效直流电流均降为10 A以下,杨家湾站绕组等效直流电流下降62.4%,安福寺站绕组等效直流电流下降53.2%。运用遗传算法的交叉、变异模块,对湖北电网的直流偏磁措施进行优化布点,优化布点后系统绕组等效直流电流下降50.95%。运用人工蜂群优化算法,对新建变电站站址进行优化计算,使得新建变电站直流偏磁风险最小,对直流偏磁最严重的朝阳变电站站址进行重新规划后,朝阳站绕组等效直流电流下降了71.3%。     

模拟多馈入直流引起变压器直流偏磁的等值电网仿真建模方法

上海地区有4回直流输电工程接入,逆变侧附近的变电站不断增多,变压器直流偏磁现象出现频繁。针对由多直流馈入而引起的交流变压器中性点直流电流增大的问题,建立了适用于这种情况的地区等值电网仿真模型。搭建了地上和地下2部分等值电网模型,地上部分为详细的4回直流输电系统模型以及上海地区交流网架的合理等值,地下部分为直流输电系统接地极电阻以及接地极到所研究交流变压器的地网电阻串并联拟合而成。利用三沪二回大负荷试验期间以及向上直流单极—大地方式运行期间实地测量的交流变中性点直流电流数据对该模型进行了校核,仿真结果证明本建模方法有效可行。最后基于此模型研究了多回直流处于不同运行方式对流入交流变直流电流的影响,为进一步研究多直流落点地区变压器中性点直流电流的抑制措施提供了参考。     

电厂主变压器直流偏磁影响分析及对策

某厂区位于广东电网末端,当高压直流输电系统单极大地返回运行时,导致该厂区电厂主变压器中性点流过直流电流.为了抑制高压直流输电系统单极大地返回运行引起的电厂主变压器直流偏磁问题,对该厂区近区交流系统直流电流分布模型进行了分析,计算了变压器直流偏磁电流并分析了直流偏磁的影响因素,通过直流偏磁抑制措施比较,推荐该厂区6台主变...     

超/特高压交直流混联电网中直流偏磁敏感源的预测方法研究

针对超/特高压直流输电对交流电网的影响,提出了一种直流偏磁敏感源的预测方法,对土壤电阻率计算方法、接地极间互电阻计算方法和多层土壤模型地表电位计算方法进行了数学建模,基于欧姆定律建立了交直流混联电网中直流偏磁敏感源预测的数学模型,本模型针对以往模型不能计算土壤电阻率的缺点进行了改善。然后以新疆桥子村附近的电网数据为基础,对桥子村附近交流电网中直流分布进行计算,将计算结果与实地测量数据进行了对比,测试站点的偏磁电流均方根误差仅为13%,验证了模型的正确性。研究结果对交流电网中直流电流分布计算和直流偏磁问题的治理具有参考价值。     

深层大地电阻率对交流电网直流电流分布的影响

深层大地电阻率过高可能导致直流输电入地电流在交流电网中大量分布,诱发变压器直流偏磁危害。有鉴于此,通过大地电磁法测量深层大地电阻率分布从而取得水平多层大地电阻率结构参数,再利用复镜像法计算直流输电入地电流在多层水平土壤中的电位和电流密度,以评估深层大地电阻率对交流电网直流电流分布的影响。结果表明,只要离开直流极超过3倍直流极尺寸区域,点源可以代替具体的直流极进行电场/电位分布的计算。如果要分析直流电流在交流电网中的分布,必须要按实际大范围的大地电阻率参数来进行分析。最后以湖北电网的直流电流分布仿真结果与变压器中性点直流电流测量为例说明准确的深层大地电阻率对正确计算交流电网直流电流分布的重要性。     

基于场路直接耦合模型的交流电网直流偏磁电流分布研究

直流输电系统单极大地方式运行会导致交流系统部分变压器处于直流偏磁状态。基于场路直接耦合方法,建立了±800 k V溪浙和±800 k V灵绍特高压输电工程的直流偏磁计算模型,确定了建模范围和地网参数,并对土壤模型进行了修正,将直流偏磁电流计算值与现场测试结果进行了对比,测试站点的总的相对平均误差≤5%,验证了计算模型的准确性。进一步计算分析了单极大地运行方式下,直流接地极周围110 k V及以上电压等级变电站中变压器的直流偏磁电流分布规律,结果表明:站点的直流电流随着站点与直流接地极之间距离的增加而减小;多台变压器并列运行时,流过每台变压器的直流电流将大幅度下降;首末站点间跨度增大时,流经两站点的电流将增大。研究可为大型交流电网直流电流分布计算和直流偏磁治理提供参考。     

±1100 kV古泉换流站接地极对变压器直流偏磁的影响

文中对±1100 kV古泉换流站接地极周边变压器及变电站地网进行了直流偏磁影响研究,根据周边交流电网中变压器的直流偏磁电流分布进行分析,建立相应的直流电阻网络耦合模型,并结合变压器直流偏磁的耐受电流限值,提出相应的变压器直流偏磁治理范围及直流偏磁治理方案,为华东地区的接地极选址提供参考。     

多回直流输电系统地下电流场对长三角地区电网的影响

直流输电线路在系统调试或发生故障情况下,会处于单极大地回路运行方式.从而可能造成部分交流输电系统中的变压器处于直流偏磁状态.针对长三角地区电网随后将有多条特高压直流落点的情况,提出了分析直流单极大地运行时流过交流系统的直流电流分布的数值计算方法,运用该计算方法分析了本区域直流线路以大地为回路运行时,对接地极周围500 kV及220 kV电网可能造成的影响,并提出了缓解直流偏磁的措施.     

计及接地极偏磁治理策略的新疆电网GIC水平评价研究

直流输电工程建设大量采用电容隔离装置治理偏磁电流,这种方法可能会导致电网的偏磁电流和地磁感应电流（GIC）重新分布,使电网发生地磁暴事故或灾害的风险增加。针对±800 kV哈密 郑州直流输电工程哈密换流站接地极偏磁电流治理后新疆电网的直流阻抗网络,建立了新疆电网750 kV及哈密地区220 kV电网的双电压等级GIC模型。采用1 V/km地电场作为标准输入,计算了电容式直流偏磁治理装置投入前后的新疆电网GIC水平,比较了采用电容式治理装置进行直流偏磁治理对新疆750 kV及天山接地极极址影响范围内220 kV电网GIC的影响。     

变压器直流偏磁抑制方法的应用分析

直流输电的入地电流可能导致交流电网内变压器的直流偏磁危害,因此采用合理有效抑制措施是保证交流电网安全运行的关键.对一随机生成的虚拟电网的直流偏磁抑制措施进行理论分析和数值求解,对中性点串联电阻/电容法的工作原理、实施方式、性能效果进行分析.对比2种方法的实现方式和技术参数,证明了采用抑制措施后,交流电网局部直流偏磁危害加剧,但电网直流电流总量下降,总体上直流偏磁风险下降.为了更有效地开展直流偏磁治理工作,提出了现代大型交流电网大范围采用中性点串联电阻/电容法抑制直流偏磁的实施原则.     

±800 kV直流输电工程对地区电网750 kV变压器直流偏磁的影响及治理措施

直流输电工程在单极-大地回线或双极不平衡方式运行时,由于在大地回路中电流的存在,会引起附近变压器产生直流偏磁现象。应用基于场路耦合模型的直流分布计算软件,计算了天一中直流单极不平衡运行方式下甘肃酒泉地区电网各750 kV变电站变压器的中性点直流电流分布情况,并对各站计算值与实测值进行了比对。选择存在较大直流偏磁电流的750 kV沙洲变电站主变压器,通过相关参数计算和选择,提出了隔离变压器中性点直流偏磁电流的措施。提出的直流偏磁治理方案对750 kV变压器的直流偏磁治理具有一定的借鉴意义。     

直流输电地中电流对电网设备影响的分析与处理

自2002年12月500 kV 直流输电开始单极对地的调试和运行以来，附近的500kV 交流变电所主变压器出现噪声大幅度上升(上升21dB )等问题。研究分析了直流输电的地中直流电流对交流电网设备影响，包括直流偏磁对变压器和电流互感器、电网谐波对继电保护装置及地中直流对变电所接地网腐蚀的影响，提出了变压器中性点注入反向直流电流限制变压器直流偏磁的措施。     

直流输电地中电流对电网设备影响的分析与处理

自2002年12月500 kV直流输电开始单极对地的调试和运行以来，附近的500 kV交流变电所主变压器出现噪声大幅度上升（上升21 dB）等问题。研究分析了直流输电的地中直流电流对交流电网设备影响，包括直流偏磁对变压器和电流互感器、电网谐波对继电保护装置及地中直流对变电所接地网腐蚀的影响，提出了变压器中性点注入反向直流电流限制变压器直流偏磁的措施。     

深层接地极对直流偏磁影响的研究

直流输电系统单极大地回路运行时,直流电流通过变压器中性点流入变压器,造成直流偏磁问题。从深层接地极是否能够改善电流分布出发,研究深层垂直接地极的电位分布和溢流密度的计算方法,计算和比较了深层接地极在不同埋深时引起的地表电位大小,得出的结论是,接地极的埋深至多对接地极附近的土地表面电位有较大的影响,而对远方的电位影响不大。通过一个实际的500 kV电网的仿真,说明直流电流在交流电网中的分布受埋深的影响很小,通过深埋接地极无法有效地解决直流偏磁问题。