特高压直流输电引起的直流偏磁现象的研究

对特高压直流输电过程中产生的直流偏磁现象的出现、产生原因及危害等问题进行了分析,对特高压直流输电中产生的直流偏磁的限制措施及消除机理做了详细剖析和深入研究。     

±800kV特高压直流输电换流站交直流侧谐波分析

以目前国内±800kV特高压直流输电工程为研究背景,介绍了换流站产生谐波的原因。通过数学推导的方式,分析了忽略换流器换相过程和考虑换流器换相过程两种情况下,换流站交流侧特性谐波情况。同时,也对换流站直流侧的谐波情况进行了分析。结果表明,各次谐波含量与换流器类型,换流器触发角及换相重叠角存在一定的关系。     

HVDC单极—大地运行情况下换流变压器直流偏磁建模仿真

阐述变压器直流偏磁主要研究动向、研究需求和分析方法,提出一种评估交流变压器中性点直流偏磁与高压直流输电系统(HVDC)运行方式关系的仿真模型.以天广直流输电系统工程为例,根据实际参数对CIGRE HVDC标准模型控制系统进行修改和补充,运用PSCAD/ EMTDC电磁暂态仿真软件,建立南网天广直流输电单极—大地运行模型.该模型可基于电路元件等值方法对换流变压器直流偏磁电流随系统运行方式变化的规律进行仿真模拟,对各种运行工况下换流变压器直流偏磁进行仿真,并建立单极运行时传输功率与换流变压器中性点电流的映射关系.     

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.     

±800kV特高压直流输电线路合成电场研究

基于Deutecsh假设的解析法,利用MATLAB软件对±800 kV特高压直流输电线路合成电场进行仿真研究.计算了极导线水平布置的±800 kV特高压直流输电线路合成电场的水平,详细讨论了线路结构参数(导线分裂数、子导线截面、导线分裂间距以及极导线对地高度和极导线间距)对合成电场的影响,为工程的设计和建设提供技术参考...     

基于振动信号的城市电网变压器直流偏磁状态辨识方法

针对城市轨道交通杂散电流引起的变压器直流偏磁问题,提出一种基于振动信号的城市电网变压器直流偏磁状态辨识方法,排除了短路故障、电网谐波干扰对状态辨识的影响.首先,分别对直流偏磁、短路故障、电网谐波干扰下的变压器振动信号的持续时间及频率特征进行分析,研究发现,相比于其他故障,在直流偏磁下变压器振动将加剧,振动信号频率分量复杂化,出现一系列高次谐波分量,特别是50 Hz奇倍频分量增加明显;然后基于此,利用振动信号除100 Hz外的50 Hz倍频分量的能量之和,排除短路故障对直流偏磁状态辨识的影响;其次,利用除100 Hz外的50 Hz奇倍频分量与除100 Hz外的50 Hz倍频分量的能量之和的比值,排除电网谐波干扰对直流偏磁状态辨识的影响,以实现城轨杂散电流引起的变压器直流偏磁的状态辨识;最后,对现场实测数据进行分析及处理,进一步验证该方法的准确性.     

直流偏磁下变压器励磁电流的实验研究及计算

在直流偏磁条件下变压器励磁电流是研究变压器直流偏磁特性的关键。针对两种直流量引入方法,即直流量与正弦电压激励同侧引入和直流量与正弦电压激励异侧引入,通过实验结合数值计算,分析了两种引入直流量方法本质的区别及原因。研究结果表明:同侧引入直流电流比异侧引入直流电流更能准确地反映地磁感应电流或直流输电线路单极运行引起的变压器直流偏磁问题。其次,分析了直流偏磁对变压器励磁电流的有效值、直流分量及各次谐波影响的规律。最后,应用改进的磁路-电路耦合时域方法分析了直流偏磁下变压器的励磁电流,计算结果与测量结果吻合。本工作为研究变压器的直流偏磁问题打下了基础。     

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。     

直流偏磁条件下换流变压器空载特性分析

为了深入研究直流偏磁对换流变压器运行性能的影响,基于瞬态"场-路耦合"方法,使用实际产品参数建立了二维求解模型.结合铁心材料磁导率的非线性,利用该模型分析了不同直流入侵情况下,换流变压器空载时励磁电流的波形曲线及铁心磁感应强度变化.另外,依据半波平均算法定量分析了在不同等级直流偏磁电流作用下空载损耗情况.结果显示,直流偏置水平的升高使励磁电流波形畸变;低次谐波逐渐增加;铁心磁密峰值呈非线性增长并趋于饱和.同时,空载损耗也随之增加.该方法为考虑换流变压器偏磁时的设计和维护提供了有效手段.     

±800kV直流输电线路雷电绕击电流波形反演恢复研究

基于多导体传输线理论,分别推导均匀无损和参数频变输电线路对雷电流的传变表示,以期研究绕击雷电流波形恢复方法。借助最小二乘反卷积技术,在理想模型下,根据输电线路保护安装处经高速采集获得的暂态电压能够完备地恢复出雷击点处的雷电流波形。继而分析实际中普遍存在的冲击电晕、高频噪声、雷击点定位误差以及绝缘子动态过程等对雷电流波形恢复准确度的影响及对策,给出克服反卷积计算病态的有效算法。分析和数字试验表明,该方法恢复雷击电流波形可行、有效。     

1000kV特高压交流输电线路工频磁场分析

通过建立特高压交流输电线路空间工频磁场的时域数学预测模型,有效简化了复域模型求解的繁琐过程。利用所建立的预测模型分析了我国特高压交流输电线路产生的工频磁场的横向分布规律,以便在出现最大磁场感应强度的地方做好屏蔽工作。从控制工频磁场的角度出发,定量研究了线路负荷电流大小、导线对地高度、单回路时的导线布置形式和双回路时的相序布置方式等主要因素的影响程度,为工程设计人员提供更为直观的参考和借鉴。     

考虑地铁杂散电流影响的变压器直流偏磁电流建模方法

地铁杂散电流会由土壤中的接地网流经变压器中性点从而引发变压器直流偏磁现象.为研究地铁杂散电流对变压器直流偏磁的作用机理,从地铁牵引电流、"钢轨—排流网—大地"杂散电流泄露路径、直流偏磁电流回路三方面等效考虑,搭建杂散电流引起变压器直流偏磁的电阻模型,建立变压器中性点电流随时间、地铁位置变化的动态方程,以LU分解求解得到...     

云广±800kV特高压直流输电系统精确建模及仿真

以云广±800kV特高压直流输电系统为研究对象,根据云广特高压直流输电工程的实际工程参数,采用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立了交流系统、换流变压器、交直流滤波器、换流阀、平波电抗器、输电线路的准确模型.参照CIGREHVDC标准测试系统的控制系统并进行修改,建立云广特高压直流输电系统控制系统的仿真模型.根据云广特高压直流输电系统一次系统模型和控制保护系统模型,搭建出云广±800kV特高压直流输电系统单极双12脉动接线方式下的精确仿真模型并进行仿真.仿真结果表明本模型可较准确地模拟云广特高压直流输电系统,可以作为研究云广特高压直流输电系统的有效工具.     

一种基于碳化硅IGBT的可控型直流偏磁抑制方法

针对高压直流输电系统大地回线运行导致的交流电网电力变压器直流偏磁问题,提出一种基于碳化硅(SiC)绝缘栅双极型晶体管与电阻串联的直流偏磁抑制方法。该方法利用碳化硅新型材料耐电压高和动作频率快的优势,通过控制半导体开关的频率以及占空比,在保证变压器有效接地的条件下将平均入地电流限制在安全阈值内;同时,利用电阻降低开关导通电流,限制中性点电压较高时的入地电流;最后,通过仿真算例校核了该方法对变压器中性点过电压的影响,仿真结果表明,该方法对直流偏磁电流具有良好抑制效果,该设备在恶劣工况下完全满足变压器中性点绝缘要求,具有较高的可行性。     

特高压对安徽电网安全稳定性的影响

特高压交流输电线路接入安徽电网后,将对安徽电网的安全稳定运行产生重要影响.利用中国电力科学研究院开发的PSD-BPA潮流稳定程序,结合稳定曲线分析工具,对特高压系统对安徽电网潮流和大干扰电压稳定性的影响进行了分析,并对其进行了仿真.仿真结果表明:安徽电网在接人特高压后的潮流分布合理,暂态大干扰稳定性较差,需尽早制定防范预案.     

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...     

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。     

伊穆±500kV直流输电线路雷击事故分析及防雷改造

伊穆±500 k V直流输电线路横跨内蒙古东部地区,输电走廊占地面积大且地形复杂,2013年6月发生两起雷击跳闸事故,雷害问题较大。采用EMTP软件计算反击耐雷水平,研究其反击耐雷性能;基于改进的电气几何模型编程求解绕击跳闸率并分析绕击跳闸率与工作电压以及地面倾角的关系,研究其绕击耐雷性能。结果表明,该线路反击耐雷性能较好,两起跳闸事故均为雷电绕击所致;加装线路避雷器是降低绕击跳闸率的有效方法,在该线路故障杆塔正极性导线侧加装一组避雷器,绕击耐雷水平提高超过2倍,超过最大绕击屏蔽雷电流,绕击耐雷性能明显提高。