华东地区500 kV变压器中性点直流偏磁抑制的研究及应用

随着特高压直流输电的迅速发展及应用,高压直流输电引起的直流偏磁对主变压器安全稳定运行的影响得到越来越多的关注。分析了直流偏磁产生的原因及危害,并介绍了3种直流偏磁抑制方法。综合考虑后,采用主变压器中性点串联小电阻法在某500 kV变电站进行实例应用,得到较好的效果,最后对存在的问题进行分析并提出建议。     

变压器直流偏磁仿真及抑制措施研究

直流系统单极大地回路运行时,周边变电站直流偏磁问题时有发生,对电网的安全稳定运行造成了较大影响。对此采用CDEGS软件,介绍了CDEGS软件开展直流偏磁仿真建模的流程,并基于某直流接地极周边电网结构,搭建了包含500kV变电站和220kV变电站的仿真案例模型,开展了直流偏磁仿真及抑制措施的研究。研究表明,采用主变中性点串联小电阻的方式可有效降低变压器偏磁电流,但可能会引起周边部分站点偏磁电流增大,选取小电阻参数时应统筹考虑网架中所有站点。采用的仿真方法和研究结果可进行推广,用于指导变压器直流偏磁问题的治理。     

带升压变压器的光伏并网逆变器控制与实现

光伏并网逆变器中的升压变压器可能因直流偏磁给逆变器和电网带来危害,针对光伏并网逆变器的闭环PI参数设计以及变压器直流偏磁的问题,分析了并网逆变器直流偏磁产生的原因以及对逆变电器的影响。给出了PI参数的整定方法,提出了一种抑制直流偏磁的控制策略,并在一台3 k W并网逆变器上进行了实验。实验结果表明,PI设计参数合适,该策略能够有效抑制直流偏磁。     

直流偏磁对变压器励磁及振动特性的影响

直流偏磁会引起变压器励磁电流畸变,导致变压器振动加剧,影响变压器的稳定运行。为了研究偏磁电流对变压器的励磁及振动特性的影响,建立了基于多物理场耦合的变压器有限元模型,仿真分析了直流偏磁对变压器励磁电流和振动的影响,并通过搭建的试验平台对仿真结果进行了验证。结果表明,无偏磁时励磁电流中不含偶次谐波,偏磁时出现了偶次谐波分量且铁芯磁密正负半周失去了对称分布特性,振动亦随之加剧。     

直流偏磁对电厂主变励磁特性和无功的影响分析

利用PSCAD软件模块,采用直流输电系统和电厂主变的真实结构参数建模,将电阻等效分流法与模型仿真结合在一起,从系统的层面上,有效地分析了直流偏磁对电厂主变压器励磁特性和无功功率的影响,并直观的表述了变压器中性点处直流分量增大时励磁电流和无功功率的变化规律。     

基于脉宽直接处理的逆变器偏磁抑制方法

文章对带工频隔离变压器的单相光伏并网逆变器产生偏磁进行了分析,为解决输出的直流偏磁对逆变器的不良影响,提出一种通过对调制波进行直接处理的全数字化基于脉宽处理的偏磁抑制方法,为验证其有效性,在3 kW单相光伏并网逆变器的样机上进行了试验验证,采用单极性倍频的SPWM调制方式。试验结果表明,该偏磁抑制方法能有效地抑制变压器的直流偏磁。     

UHVDC入地电流暂态过程对变压器励磁特性的影响

为研究接地极入地暂态电流对变压器励磁特性的影响,提出一种针对UHVDC入地电流暂态的计算方法,并搭建了受端地区直流偏磁仿真模型,计算了地表电位和偏磁电流在入地电流暂态过程中的响应,并分析了变压器的励磁特性。结果表明,暂态过程会显著增加10 km范围内的地表电位和偏磁电流,在UHVDC引起的变压器直流偏磁计算时应考虑入地电流暂态过程的影响。     

电力变压器直流偏磁试验研究

随着电力系统直流输电线路的投运,在单极大地运行时,直流换流站附近的交流变压器受到直流电流侵入,造成振动噪声增加及损耗增加和过热问题,影响变压器的安全运行。本文采用试验方法,研究了交流变压器在直流偏磁下的损耗、励磁电流、噪声声级和频谱情况,得出了变压器相关参数随直流电流增加而变化的规律,总结不同铁心结构交流变压器对直流偏磁的耐受能力。为变压器运行时进行状态评估和诊断提供参考。     

考虑特高压和复杂接线的直流偏磁风险治理

准东—皖南特高压直流工程是世界上首个±1 100kV特高压输电工程,避免其可能造成的直流偏磁风险意义重大。为此,结合安徽电网规划情况,对接地极附近165km范围内的大地构造调研和现场实测反演得到等效的土壤模型,依据场路耦合理论建立安徽电网交流系统直流电流分布计算模型,计算各个变电站主变中性点电流,分析了直流偏磁对安徽省交流电网影响范围、影响程度及主要的影响因素,并探讨了换流站和特高压站变压器受直流偏磁的影响,针对各电压等级变电站提出直流偏磁抑制措施,制定治理原则,进一步探究综合治理方案,从而使治理效果、治理经济性达到较好的平衡。     

特高压换流变压器支撑件的直流偏磁损耗计算

根据抑制特高压换流变压器直流偏磁原因温升的需求,提出研究换流变压器铁芯钢质支撑件直流偏磁损耗的计算方法,为设计与制造抑制温升提供依据。根据换流变压器的短路阻抗大以及拉板、夹件结构的设计特点,采用Ansoft Maxwell仿真软件,建立了包括铁芯和油箱、拉板等支撑件的三维有限元模型,考虑短路阻抗和拉板、夹件等因素的影响,完成了励磁电流、涡流场分布及涡流损耗效应的计算。结果表明,与普通变压器相比,换流变压器直流偏磁油箱及铜屏蔽的涡流损耗增加得较快,以及铁芯拉板的开槽方式,也会造成拉板涡流损耗增大。