HVDC地電流對(duì)變壓器的影響及其抑制措施.pdf

1、隨著高壓直流輸電(HVDC)技術(shù)在國(guó)內(nèi)電網(wǎng)愈來愈多地應(yīng)用，由于其輸送容量大、輸送距離遠(yuǎn)、調(diào)節(jié)迅速、運(yùn)行靈活，HVDC在遠(yuǎn)距離大容量輸電、區(qū)域電力系統(tǒng)互聯(lián)中起到了十分積極的作用，但同時(shí)也帶來了一些新問題。實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，當(dāng)直流輸電系統(tǒng)采用大地回路運(yùn)行方式時(shí)，從大地中流過的巨大直流電流會(huì)對(duì)附近的交流系統(tǒng)產(chǎn)生影響，特別是會(huì)對(duì)接地極附近中性點(diǎn)直接接地變壓器產(chǎn)生比較嚴(yán)重的直流偏磁，這不僅增加了變壓器的無功消耗，影響變壓器的正常運(yùn)行，引起繼電保護(hù)誤動(dòng)

2、，而且引起的諧波大幅升高也會(huì)對(duì)其他電氣設(shè)備產(chǎn)生較大影響，從而直接影響到變電站、發(fā)電廠的安全運(yùn)行。隨著我國(guó)高壓直流輸電工程的日益增多，直流輸電工程單極投運(yùn)時(shí)間和每年直流輸電線路的檢修造成的單極大地運(yùn)行總時(shí)間也越來越長(zhǎng)，而且直流輸電系統(tǒng)大地回線運(yùn)行方式作為故障應(yīng)急方式，基本上不可避免，因此，由直流輸電引起的變壓器直流偏磁的相關(guān)研究在近幾年越來越受到重視。
　　 本文采用了場(chǎng)路結(jié)合的辦法，將直流輸電單極大地回路方式下地表電位(Eart

3、hSurface Potential，簡(jiǎn)稱ESP)分布計(jì)算分為電網(wǎng)和地下兩部分來計(jì)算；推導(dǎo)出了復(fù)鏡像法在水平多層、垂直多層土壤模型上的計(jì)算公式；通過對(duì)海洋、山脈、湖泊、河流等地形單獨(dú)存在時(shí)的仿真計(jì)算，分析了地形因素對(duì)接地極的接地性能和接地極附近的地表電位的影響；由于土壤結(jié)構(gòu)對(duì)地表電位分布和流入變壓器中性點(diǎn)直流電流影響很大，通過合理選擇換流站站址的辦法可減小直流接地極電流對(duì)交流電網(wǎng)的影響。
　　 本文從變壓器的理論模型出發(fā)，研究和

4、分析了變壓器在直流偏勵(lì)磁情況下，勵(lì)磁電流和諧波分量的變化情況；建立變壓器的有限元模型，通過有限元仿真分析了變壓器發(fā)生偏磁的機(jī)理；并提出了一種實(shí)用的方法來檢驗(yàn)變壓器耐受直流偏磁電流的能力。
　　 本文設(shè)計(jì)了一種新型變壓器中性點(diǎn)電容器隔直裝置(NeutrAlDC Current BlockingDevice，簡(jiǎn)稱NCBD)，與一般的電容器隔直裝置相比，由于不需要額外的整流回路和晶閘管關(guān)斷回路，主回路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得以大量簡(jiǎn)化，降低了裝置