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500kV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。     

直流输电分布式接地极建模与应用

为改善目前直流接地极的性能,提出了分布式直流接地极的2种仿真计算模型,使用算例与标准接地软件CDEGS作验证,并分析了交流电网对分布式接地极入地电流分配的影响。实例分析表明,交流电网对分布式接地极入地电流分配关系会有轻微影响。以湖北和广东电网为例说明了分布式接地极的实际应用方案,使用分布式接地极后,地表电位局部集中的问题得到一定程度上的改善,交流电网内变压器直流偏磁风险有所降低。分布式直流接地极可以提升接地极性能和均衡直流电流分布,随着我国直流输电工程的大量建设,分布式接地极具有一定的应用前景。     

±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。     

接地极选址方法研究

接地极作为高压直流输电系统的重要组成部分,当较大的直流电流经接地极注入大地时,会在极址土壤中形成一个恒定的直流电流场,出现大地电位升高,对周边环境带来不容忽视的影响。针对接地极的直流偏磁影响,研究了不同的土壤结构对接地极周边地表电位的影响,以及接地极周边变压器分布对变压器直流偏磁的影响。提出了降低接地极直流偏磁影响的接地极选址的优化方法 :在接地极选址过程中通过分析极址区域土壤电性结构及其周边电力系统分布,预估接地极对周边变压器的直流偏磁影响,为接地极选址提供参考意见,为后续直流工程接地极选址提供借鉴和参考。     

土壤结构对流入变压器中性点直流电流的影响

当直流输电系统单极大地回路运行时，会在直流接地极附近的中性点接地变压器中流过较大直流电流，从而导致变压器直流偏磁等一系列后果。采用复合分层土壤结构模型，基于特定的计算模型，对直流接地极流入直流电流时引起的地中电流场分布和地电位分布进行计算，分析流入变压器中性点的直流电流。同时通过改变土壤结构模型参数，分析不同土壤结构配置下流入变压器中性点直流电流的变化。研究表明，土壤结构对流入变压器中性点的直流电流影响较大，因此在精确计算流入变压器中性点的直流电流时应考虑土壤情况的复杂性。研究结果为实际工程中直流接地极附近变电站选址提供理论参考。     

金中直流马鞍山接地极对周边变压器的影响分析

分析金中直流输电工程马鞍山接地极对周边变压器的影响。提出了马鞍山接地极周边变压器中性点直流电流分布计算模型,并运用CDEGS软件对接地极周边变电站的地电位和流过变压器中性点的直流电流进行仿真计算。计算结果表明,接地极周边变压器的中性点直流偏磁电流均小于允许值,接地极对周边变压器无不利影响。     

直流接地极入地电流引起的高速铁路系统不同位置变压器直流电流分布规律

随着我国直流输电工程与高速铁路的广泛延伸,直流接地极与高速铁路相接近的情况时有发生。当直流接地极有大电流入地时,直流电流会流入高速铁路系统,可能造成沿线变压器直流偏磁。该文建立了包含高速铁路综合接地系统和牵引供电系统的直流电流分布的分析模型,计算了直流接地极入地电流在高速铁路系统的总体分布,获得牵引变电所、自耦变压器(auto transformer,AT)所、分区所内各变压器和机车牵引变压器流过的直流电流,分析以上各所的间距、直流接地极位置、动车的存在等因素对流过变压器的直流电流的影响。研究结果表明,接地极在高铁上的投影位于牵引变电所或AT所时所内变压器流过的直流电流最大,而位于分区所或相邻两所中间位置时,流过变压器的直流电流会有所降低。动车位置对高速铁路直流电流分布影响不大。     

直流接地极极址勘测的研究

直流工程建设初期,直流接地极的选址合理性会影响交流电网的直流偏磁状况。针对典型土壤,从直流电流透深以及直流偏磁计算的角度,研究了直流接地极极址勘测时的测量范围以及测量深度。在运用大地电磁(MT)法进行直流接地极勘测时,推荐测量范围为待选极址周围70 km;测量深度推荐值为70 km,测量深度必须穿过高阻层,直到电阻率下降到临界电阻率以下,否则会给直流接地极评估带来显著误差。同时给出了MT法的测量点布置方法。     

±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。     

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。     

直流输电地中回流对高速铁路系统影响的仿真研究

随着我国直流输电工程与高速铁路的迅速增加,直流接地极与高速铁路相接近的情况时有发生。为了研究直流输电地中回流对高速铁路系统的影响,通过分析高速铁路系统的构成及直流通路,建立了其电路模型,并通过电磁场方法求解出了该模型的电气参数和直流输电地中电流在其上产生的地电位,将两者相结合构成了直流输电地中回流对高速铁路系统影响的计算模型。基于该模型,计算了高速铁路沿线地电位分布和流经牵引供电系统变压器的直流电流,分析了土壤电阻率、直流接地极距离等因素的影响。研究表明,直流输电地中电流对高铁动车组牵引变压器基本无影响,但对牵引变电所、AT所内和分区所变压器有一定偏磁影响,设计时应重点校验。     

复合土壤模型下HVDC系统单极大地运行时的电流分布

土壤结构模型决定了HVDC接地极极址选择、布置形式和地表电位的分布，对分析HVDC单极运行对变压器产生的影响有重要作用。该文利用土壤水平分层和垂直分层后的格林函数，通过镜像法，根据其物理意义推导出在复合分层土壤结构中地表电位的解析公式。海洋在面积上远大于陆地，电阻率很小，对地表电位有影响，会降低靠近海洋附近土壤的电位。根据复合土壤模型和交流电网模型计算得到变压器中性点流过的直流电流，和实测值相符合。靠近海洋层的地表电位受到海洋的影响将下降至接近零电位，导致更多的直流电流从靠近海洋的变压器中性点流出，影响了变压器的正常运行。     

直流输电接地极电流对电力变压器的影响

简介了HVDC输电系统接地极电流对附近电力变压器磁饱和的影响机理、流过电力变压器绕组直流电流的计算方法,在此基础上提出了不同容量和类型电力变压器允许通过的直流电流的判别经验计算公式,设高、低压绕组中允许流过的直流电流和额定电压分别为I1、I2 和U1、U2,则在≥220 kV的Yo 或Yo/Yo 接线情况下对电力变压器可估计为I1=kSn/ 3U1±U2I2/U1,对自偶变压器可估计为I1=kSn/ 3(U1-U2)±U2I2/(U1-U2)。使接地极保持合适位置或远离变电站则是消除或缓解直流接地极电流对电力变压器磁饱和影响的最好方法,提出了根据不同情况可采取的一些具体措施。     

直流输电系统变压器中性点电流分布的影响因素

直流输电系统单极大地回路运行时,直流电流流过变压器中性点,影响了变压器的运行。该电流的分布受到入地电流、土壤电阻率、变电站接地电阻、变压器等效直流电阻、AC系统网络拓扑和直流电阻参数等因素的影响。为研究这些因素的影响,将土壤模型和交流电网模型结合起来,建立了一个求解变压器中性点直流电流的模型来仿真比较500 kV电网实际数据。计算表明考虑海洋影响后,由于海水的低电阻率,造成处于距离接地极较远而靠近海边的厂站变压器中性点会流过较大的直流电流,而交流电网的拓扑结构造成处于相同地理位置的两变电站主变中性点流过的直流电流不相同。仿真结果解释了部分厂站变压器中性点流过较大直流电流的现象。     

直流电位补偿法抑制变压器直流偏磁的研究

根据直流系统单极大地回线方式运行时变压器的直流偏磁原理,分析比较了现有几种抑制变压器直流偏磁的措施,运用直流电位补偿法原理进行了正、负电位补偿的模拟试验。试验表明直流电位补偿法能在一定程度上抵消系统单极运行流过变压器中性点的直流电流,抑制直流偏磁。且同等条件下正电位补偿电流的利用率大于负电位,但负电位补偿能对地网起到阴极保护作用。此外,还分析了补偿装置的布置及其对周边设施的影响,分析表明直流电位补偿法在现场实施中具有可操作性。     

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...     

高压直流单极运行对某220kV变电站的影响分析

高压直流输电可引起变压器直流偏磁问题。为定量描述直流偏磁对变压器的影响,介绍了所采用的土壤模型及接地极电位分布,详细阐述了"二层地"结构下的电位计算方法,并针对单环、双环接地计算出大地电位。分析了500 kV天广直流在单极接地运行方式下对220 kV某变电站的影响,得出该运行方式对该站的严重影响。     

牛从直流翁源接地极入地电流对周边变压器直流偏磁的影响

根据牛从直流受端翁源接地极周边变电站情况,对牛从直流入地电流进行了实测和分析,并对牛从直流入地电流对周边交流变压器直流偏磁的影响进行了详细的仿真计算。结果表明,翁江站变压器220 k V侧中性点均不接地或装设隔直装置可减小流入交流系统的直流偏磁电流;翁江站110 k V供电片区优化接地方式,选择官渡、回龙站中性点接地,对交流系统直流偏磁的影响最小。     

直流输电系统利用大地回线自动转为金属回线抑制直流偏磁策略研究

直流系统接地极流过较大电流是导致中性点接地变压器中流过直流电流、引发直流偏磁的主要原因。而直流偏磁的引入不仅对交流变压器产生影响,同时还会向系统注入谐波,影响电能质量。分析了直流偏磁产生原因,以及对电力系统的危害,同时提出了一种基于换流站操作的直流偏磁抑制策略。利用该策略,当直流输电系统因保护动作导致单极闭锁时,自动地由大地回线模式装换为金属回线方式。由此可以极大地减小接地极流过大电流的实现,有效抑制直流偏磁。