变压器直流偏磁及直流偏磁变电站的安全运行

分析变压器直流偏磁和直流偏磁变电站的安全运行,提出抑制变压器直流偏磁的常用方法。     

一种新型变压器直流偏磁抑制装置

高压直流输电单极大地回路运行产生的地电流会导致变压器直流偏磁,引起变压器局部过热、振动加剧、噪声增大等不良反应.分析了直流偏磁对变压器影响以及抑制直流偏磁的主要方法,提出了抑制变压器直流偏磁的新装置拓扑,采用电位补偿原理,通过故障模拟仿真,完成了对整个装置的器件参数选型,为有关工程建设提供借鉴.     

水电站主变的直流偏磁的评估与抑制

对水电站变压器直流偏磁的问题建立了评估模型并开发出软件计算,通过实测与仿真的对比说明模型有效性,并以锦屏二级水电站为例对水电站的建设和运行提出了建议.另外,结合水电站的实际情况分析了不同抑制措施的特点,重点分析了电流注入法的原理和仿真模型,通过监测数据验证了电流注入法模型的有效性,并定量分析了土壤电阻率和补偿距离对中性点注入电流时补偿度的影响.仿真计算和实际应用情况表明:电流注入实质上起补偿变电站间母线电位差的作用,土壤电阻率增大或者补偿距离减少会导致注入电流大小增加,补偿度会降低,在一般情况下补偿度小于0.6.电流注入法不改变中性点状态,节约电站空间,可以安全有效地抑制大型水电站内所有变压器的直流偏磁.     

抑制变压器直流偏磁的电流注入法

针对直流输电单极大地运行方式下变压器直流偏磁的问题,提出中性点注入直流电流的抑制方法,并建立了电网的直流网络模型,分析了该方法的原理.通过仿真和实测数据的对比,验证了模型的有效性,并定量分析了土壤电阻率和补偿距离对补偿度的影响.仿真计算和广东义和变电站的实际应用情况表明:电流注入实质上起补偿变电站间母线电位差的作用,土壤电阻率增大或者补偿距离减少会导致注入电流增加,补偿度降低,在一般情况下补偿度小于0.6.最后以罗洞站抑直方案为例,验证了电流注入法不适用于复杂运行方式的变电站,并提出了解决方案.     

±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。     

基于复杂网络理论的变电站直流偏磁治理研究

为解决特高压直流输电引起的直流偏磁现象,提出了在直流偏磁条件下,基于复杂网络理论的送端电网关键站点识别方法。在PSCAD中建立自耦变压器模型,进行变压器直流偏磁仿真研究,为治理酒泉地区变电站中存在的直流偏磁,基于实际电网结构参数建立仿真模型,对受偏磁电流影响大的关键站点进行识别治理,定义节点熵和线路熵的概念,其大小反映被治理地区节点电流和线路电流分布是否均匀,规定直流偏磁治理标准,用以评判治理效果是否合格。仿真结果表明,进行关键站点识别与治理后,节点熵和线路熵有明显的下降,该地区的总偏磁电流得到了有效抑制。     

台山电厂变压器直流偏磁研究与防治

回顾台山电厂几起典型直流偏磁事件,讨论直流输电大地电流对交流电网影响等效网络的简化原则。应用极地电阻网络分析高肇直流对台山电厂变压器直流偏磁的影响以及台山电厂变压器中性点直流电流的变化规律,比较小电阻限流法、电容隔直法、反向电流限制法和电位补偿方法的优缺点,提出抑制台山电厂变压器中性点直流电流的工程建议。     

变压器直流偏磁的原理性仿真

南方电网直流单极大地回路曾导致网内部分变压器振动加剧,噪声增大。为此,用原理性仿真论证了直流偏磁与变压器振动的关联性,分析了变压器承受外部强制直流电流的自御机理,阐明了直流单极大地电流是直流偏磁的源头,提出了缓解变压器振动的若干运行措施。     

台山电厂变压器直流偏磁分析与防治

讨论了直流输电大地电流对交流电网影响计算用等效网络的简化原则,应用极地电阻网络分析了高肇直流对台山电厂变压器直流偏磁的影响及台山电厂变压器中性点电流的变化规律,比较了小电阻限流法、电容隔直法、反向电流限制法和电位补偿方法的优缺点,提出了抑制台山电厂变压器中性点直流电流的方案原则。     

复杂运行工况下变压器直流偏磁的抑制

为了抑制复杂工况下变压器的直流偏磁,提出了考虑抑制措施的变压器绕组直流电流分布计算模型以及变压器直流偏磁风险的磁动势评估模型.通过实例对各种抑制措施的效果进行了交叉对比.结果表明:绕组的等效直流磁动势是变压器直流偏磁风险的决定性因素.在复杂运行工况下,不合理地使用抑制措施会令变压器直流偏磁危害加剧.电流注入法可以令自耦变串联绕组和公共绕组通过反向的直流电流,实现了等效磁动势的相互抵消,可以有效抑制复杂运行方式下500 kV变压器的直流偏磁危害.     

变压器耐受直流偏磁电流数值的一点考虑

本文中作者分析了现有消除或抑制变压器直流偏磁电流主要措施的运用效果,评估了大型变压器耐受直流偏磁电流的能力,从维护电力系统整体可靠性的角度对变压器耐受直流电流数值提出了一些建议。     

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...     

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.     

并联直流接地极抑制上海区域直流偏磁的方法研究

在对直流偏磁产生原因及安装于变压器中性点的直流抑制装置进行简述的基础上,考虑上海区域多直流落点和多接地极的特点,提出了用并联直流接地极去抑制上海区域直流偏磁的方法。根据设计单位资料,对并联用特高压奉贤接地极、华新换流站接地极以及南桥接地极建立了电极模型并获取了各500 kV变电站等效电阻。根据上海区域地质结构和土壤电阻率实测数据,建立了由浅沉积层、深沉积层、基岩层以及地幔至地心层组成的4层水平分层土壤模型。以近景年上海区域电网主要拓扑结构,对直流接地极单独运行、并联运行进行了地表电位和变压器中性点电流计算分析。其中地表电位计算分为上海区域地表电位和各变电站地表电位,而变压器中性点电流计算分有无接入小电阻两种工况。计算结果表明,在并联运行方式中,各变电站的地表电位和直流电流都得到了有效控制。     

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%。     

基于语音识别技术的500kV变压器直流偏磁工况分析

本文中作者对某500kV变压器在±1100kV特高压吉泉工程大负荷调试期间产生的振动声学特征进行了研究,分析了变压器直流偏磁工况下语谱信号特征。     

基于轴对称模型的特高压变压器直流偏磁分析

文中针对特高压自耦变压器三维模型直流偏磁计算耗时长的问题,通过分析特高压变压器的磁路结构特点,建立了特高压变压器的等效轴对称二维模型,有效减小直流偏磁计算规模。与三维模型进行对比,验证了轴对称模型的正确性和有效性。轴对称模型能够在较短的时间内完成偏磁计算,有效减少直流偏磁的计算工作量,且计算精度可以保证,相较于三维模型有一定优势。在轴对称仿真模型的基础上,进一步分析串联电阻及时间步长对直流偏磁计算精度的影响,并获得了串联电阻的取值范围。最后,通过时域场路耦合原理进行不同直流电流下的特高压变压器负载直流偏磁求解,分析直流偏磁的电磁效应。结果表明,随着直流偏磁电流的增加,励磁电流及绕组电流波形发生严重畸变,并产生很大的谐波分量,影响变压器乃至电力系统的安全稳定运行。     

交直流线路同塔输电对换流变直流偏磁的影响

华东地区输电线路走廊资源紧缺,为了充分利用架空线路走廊,将出现特高压直流线路与交流线路同塔架设的情况.根据规划的宁东-绍兴±800kV特高压直流主回路参数和华东地区交直流同塔线路数据,采用EMTDC建立了交直流输电系统的仿真模型.计算了交流线路输送功率、直流系统运行工况以及同塔段位置对直流线路工频感应分量的影响,给出了工频感应分量沿直流线路的分布规律.研究结果表明,由于直流线路上的工频感应分量与直流额定电压和电流相比很小,故对直流滤波器、平波电抗器和换流阀的参数选择影响不大,而工频感应分量所引起的换流变压器(简称换流变)阀侧直流偏磁电流则会对换流变正常运行产生一定程度的不利影响.最后,根据换流变可承受直流偏磁电流的能力,给出了可能的同塔架设的长度,并提出了限制直流偏磁电流的措施.