抑制变压器直流偏磁的串接电阻措施

高压直流输电系统单极大地回线方式运行时,巨大的入地电流将会使接地板附近的变电站主变压器产生直流偏磁,对交流系统造成不利影响.文中论证了在变压器中性点串接电阻器限制地中直流流入的可行性,并从抑制中性点直流与过电压效果和继电保护角度分析及校核了中性点电阻器对系统造成的影响.研究表明,这是一种简单有效的抑制变压器中性点直流电流的措施.     

直流输电系统偏磁抑制措施引起的过电压研究

高压直流输电系统采用单极—大地回路运行方式时,巨大的入地电流会使接地极附近的变电站主变产生直流偏磁,影响主变及交流系统的安全稳定运行。电阻限流法和电容隔直法已成为抑制直流偏磁的有效方法,但会抬升主变中性点过电压水平,对绝缘造成威胁。在采用电阻限流法和电容隔直法后,对220 kV与500 kV典型变电站的主变中性点短路过电压及雷电过电压进行了计算分析,对中性点绝缘水平进行了校核,并从绝缘水平的角度对电阻限流法的电阻取值提出了建议。     

变压器中性点串小电阻抑制直流偏磁的研究

高压直流输电单极或双极不对称运行时,直流入地电流会使接地极附近的交流变电站地电位升高,从而导致直流电流侵入中性点接地的交流变压器,产生的直流偏磁将影响变压器正常运行。针对直流偏磁现象,提出了变压器中性点串接小电阻的方案,利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对接电阻后的交流输电网络进行建模,仿真分析了该方案的抑制效果,以及工频过电压和雷电过电压对中性点绝缘的影响,给出了串接电阻的建议值。研究结果表明:变压器中性点串接合适阻值的小电阻可以简单而有效地抑制直流偏磁电流,随着电阻值的不断增大,电流的衰减效果并不明显;故障情况下串接电阻后会抬高中性点的电压,建议取值的小电阻能够承受短时工频过电压和冲击过电压,不会对中性点的绝缘造成影响。     

变压器直流偏磁现象及其抑制装置的设计

随着投入运行的直流输电工程日益增多,直流偏磁现象在输电线路周边变电站时有发生,危害电网的安全运行.使用PSCAD电力系统仿真软件对地上直流电网进行了建模,以500 kV含山变电站为例,对主变压器中性点采用小电阻或电容装置隔直时的电网直流潮流进行了计算,并采取了相应的抑制措施,提高了变电站稳定运行的能力.     

单相变压器直流偏磁及抑制措施分析

直流偏磁会导致变压器噪声增大、振动加剧、局部过热,并向电网中输入大量谐波,影响继电器保护装置的正确动作等不利影响。因此,研究直流偏磁对变压器的影响及其抑制措施具有重要意义。本文利用有限元分析软件Maxwell 2D,建立了单相变压器的瞬态电磁场分析模型,分析对比了铁心及铁轭在不同直流入侵情况下的内部磁场变化。根据统一磁耦合电路(UMEC)模型,利用PSCAD仿真分析了不同直流偏磁下,变压器的空载励磁电流谐波特征。同时,研究了自激补偿法及外加直流源补偿法对直流偏磁的抑制效果。结果表明:变压器发生直流偏磁时,漏磁通增大,导致铁心发热,发热量最高点出现在铁轭与铁心交接处。自激补偿法及外加直流源补偿法对直流偏磁有较好的抑制效果。     

大型变压器中性点串接抑制直流电流电容后对继电保护影响分析

直流输电系统双极不对称或单极大地回线运行时产生的地电流会导致变压器直流偏磁,影响变压器及交流系统的安全稳定运行。以某500 kV变电站主变压器直流偏磁为例,在其变压器中性点加装电容设备以抑制直流偏磁,但这会改变主变压器的零序阻抗,对零序电流保护和接地距离保护造成影响。为了研究对这些保护造成的影响,进行了理论分析研究,并对理论分析的结果进行了仿真验证。结果表明,在主变压器中性点加装小阻值容抗不会对相应继电保护的性能造成影响。     

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.     

变压器直流偏磁抑制设备的应用分析

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、电流注入法的工作原理、实施方式、性能效果作分析.对比3种方法的实现方式和技术参数,证明了电阻法的阻值对目标变电站中性点直流电流和电网中性点直流总量存在饱和效应;全补偿的电流注入法和电容法的抑制效果没有明显区别;实际情况下是电容法优于电流注入法和电阻法;3种方法均会导致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/电容抑制直流偏磁的实施原则.     

广东电网变压器直流偏磁问题及其抑制措施

介绍广东电网的特点,论述变压器直流偏磁产生的原因,分析直流偏磁问题的抑制措施,分析这些措施的特点,从而得出有价值的结论.     

直流偏磁对变压器的影响及抑制措施

分析了直流偏磁对交流系统变压器的影响,并介绍了几种抑制措施。     

变压器发生直流偏磁时的谐波分析和治理

介绍了一种计算变压器直流偏磁时绕组励磁电流的数学模型,对励磁电流进行傅立叶变换后。计算得到各次谐波分量。对单相交流变压器绕组流过不同直流电流时变压器绕组的励磁电流各次谐波分量的含量和变化规律进行仿真研究,并探讨优化选择500kV变压器低压侧无功补偿电容器组参数配置的原则．有效吸收变压器产生的谐波,防止无功补偿设备发生谐波放大而损坏电容器设备。     

交直流混合电网中变电站电容器组串联电抗率选择

对于传统的变电站电容器组设计配置,由于未考虑变压器饱和时的阻抗及谐波特性.可能会导致电珑容器组出现故障的情况.通过理论分析,提出设计选择电容器组的串联电抗率时,应考虑在不同条件下系统阻抗频率特性所对应的并联谐振点及系统可能出现的各次谐波分布特性.采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,以某变电站主变压器为例,考虑不同的变压器饱和程度、电容器组投切方式和电容器组串联电抗率条件,进行仿真及电容器组谐波电流计算.仿真结果说明,从电网安全运行出发.在考虑可能出现的变压器饱和情况时,应改变传统的电容器组设计配置方式.     

直流输电系统对交流变压器影响的研究

直流输电由于其具有输送容量大、损耗小、不受系统稳定性限制等特点,在我国得到越来越广泛应用。但是,交、直流混合输电系统会在交流变压器中性点产生直流电流,造成变压器绕组直流偏磁影响变压器和整个系统的正常运行,并对不同结构变压器产生影响的程度也不尽相同,因此,必须对变压器中性点直流电流进行有效的检测和抑制。就直流输电系统产生后交、直流系统中交流变压器中性点直流电流的相关问题,进行了理论分析,希望对变压器的运行维护有所帮助。     

配网静止同步补偿器直流电容的优化选择

在STATCOM的串联电感和直流电容参数选择不当时,配网电压中的基波负序分量和谐波分量会引起STATCOM串联谐振.利用开关函数的基频模型,建立了直流电压波动分量和交流电流非基波正序分量与配网电压非基波正序分量的解析表达式,提出了以直流电压波动最小或以交流电流非基波正序分量有效值最小为目标的直流电容的优化计算方法.仿真分析了配网电压存在基波负序分量或谐波分量条件下STATCOM直流电压和交流电流的响应特性,仿真结果与理论分析一致.     

对电容器组串联电抗器的剖析

为了限制电容器组合闸过程中的涌流,限制操作过电压和抑制电网中高次谐波对电容器的影响,在电容器组中加装串联电抗器,会取得满意的效果;通过实例计算说明电容器、电抗器和电容器组的电压和电流的变化情况。     

含可控串联电容换流器的交直流系统静态安全域刻画与分析

传统电网换相直流输电发生换相失败的概率较大,且需要大量的无功补偿,而基于强迫换相原理的可控串联电容换流器(CSCC)可解决该问题。从静态安全域的角度出发,给出了含CSCC直流输电的交直流系统静态安全域断面刻画方法及边界面演变分析。安全域的几何直观性能方便调度人员或规划人员综合考虑换流器无功需求、换相失败概率、阀电压峰值限值、可控电容及换流阀的投资成本等因素,在域内选取合适的运行点,并有利于提前采取适当的安全控制措施,最大限度地降低CSCC直流输电一旦发生换相失败造成的后果比常规直流输电更严重的可能性。     

Economical design of series capacitor compensation for long power transmission systems

Series capacitor compensation has been found to considerably increase the power carrying capacity of AC long power transmission systems. This paper presents a mathematical model and an analytical procedure for finding the economical degree of series capacitor compensation. Two analytical approaches are described: the first is based on minimizing the energy transmission cost of 1 kWh to be transmitted over the compensated line, and the second is based on maximizing an objective function defined by the difference between the equivalent cost of the increase in the operating level of the power transmitted over the line and other costs associated with the line including the costs of series capacitors and extra power losses due to the higher current carried over the compensated line. Results of the application of the proposed procedure to a sample 500 kV transmission line are provided. The effects of different electrical parameters on the optimal (economical) compensation conditions are also considered.     

500 kV电力变压器直流偏磁耐受性能的仿真研究

为了深入研究500 kV电力变压器的直流偏磁耐受性能,根据J-A磁滞回线理论,基于电路磁路模型建立了500 kV自耦变压器的直流偏磁仿真模型,通过改变J-A模型中的关键参数,仿真研究了矫顽力、剩磁和磁滞损耗等硅钢片磁化特性对500 kV变压器直流偏磁耐受性能的影响。仿真结果表明,变压器直流偏磁时,励磁电流出现畸变,有偶次谐波出现,励磁电流随直流分量的增大呈现不同的增幅。当磁滞回线的矫顽力增大时,励磁电流及其总谐波畸变率随外加直流分量的增幅变小。当剩磁和磁滞损耗增大时,励磁电流及其总谐波畸变率随外加直流分量的增幅加剧。研究结果可为大型变压器直流偏磁耐受能力评估及直流偏磁抑制措施提供理论依据和新思路,具有一定的实用价值。     

DC magnetic deviation in the matching transformer of a series active filter,and its suppression

This paper deals with a series active filter for harmonic‐current compensation of a large‐capacity diode rectifier with a capacitive load. Flux saturation may occur in a series matching transformer for connecting the series active filter to the ac side of the diode rectifier. This paper develops an analog controller of a dc magnetizing current flowing in the matching transformer, along with a model for the controller, to avoid the flux saturation. Operating characteristics of the controller are theoretically and experimentally discussed, taking into account both an offset voltage in the controller and an error in a current sensor. Finally, this paper discusses a relation between magnetizing characteristics of the matching transformer and the amplitude of the magnetizing current. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 144(2): 63–72, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10188