地磁感应电流对电网设备的影响与治理方法

太阳活动引发的磁暴是全球性自然灾害,磁暴在输电线路上产生地磁感应电流(GIC)对电力系统设备的安全运行有很大影响.论述了电网GIC对电力系统设备的主要危害,并根据电网GIC产生机理和主要特征,对几种可行治理技术特点进行了分析,指出GIC是长距离输电系统、大规模电网应关注的问题.     

地磁感应电流对我国电网影响及监测技术的研究

太阳活动引发的磁暴是全球性自然灾害。磁暴在输电线路上产生地磁感应电流(GIC)对电力系统安全运行有很大影响。笔依据阳城一淮阴输电系统、黑龙江电网和广东岭奥核电站等发现的多起GIC影响事件，对输电线GIC的基本理论、计算方法、监测技术和分析手段等问题开展了研究工作。章在论述电网GIC机理特征和GIC对我国电网影响的基础上对GIC监测技术进行了研究，给出了电网GIC的信号采集方法、信号处理方法和监测系统的设计思路。     

输电线路地磁感应电流常用算法分析与研究

针对江苏阳-淮输电系统、黑龙江等电网发现的多起磁暴对电气设备的影响事件,结合我国特高压、长距离输电工程建设,提出了研究磁暴在输电线路产生地磁感应电流(GIC)的分析算法。文中在研究我国电网GIC意义和电网GIC产生机理、特征基础上,对基于平面波、复镜像法等理论的4种输电线地面电势(ESP)常用算法进行了分析、比较,指出经改进、完善平面波理论能满足中低纬度地区GIC计算的需要,同时提出了MT法地质结构建模和各种影响因素处理方法及思路。针对阳-淮系统的初步计算表明,提出的算法是有效、可行的。     

磁暴引发电网地磁感应电流计算模型研究

我国电网中已多次发现较大幅度的地磁感应电流(GIC)侵扰事件,并且随着电网的发展有产生更大GIC的可能性。要研究GIC对电网安全运行的影响,首先需确定电网中GIC的水平。本文对电网GIC水平评估的统计学模型和各种物理模型进行了总结和分析,讨论了这些模型的优缺点和适用性,指出了目前研究中存在的不足之处,并根据我国电网、地质结构特点等实际情况提出了适合我国国情的研究方向。     

电力系统潜在威胁—地磁感应电流

地磁感应电流（ＧＩＣ）会导致系统电压下降、电容器组过载、继电保护误动作等故障，会使电力系统变压器遭受不同程度损坏，本文主要叙述ＧＩＣ的形成，事故发生的实例，并提出研究抑制ＧＩＣ，保护电容器过载的方法。     

地磁感应电流对电网安全稳定运行的影响

太阳黑子异常活动而导致的具有准直流特性的地磁感应电流(geomagnetic induced current,GIC)的峰值远远高于变压器允许承受的直流量,已引起国内外多个电网相继发生电气设备受损和电网崩溃的事故。分析了GIC产生的机制,以及GIC致使变压器出现直流偏磁的原因。文中指出通过变压器的直流偏磁,GIC可能对交流电网的设备和电网的安全稳定运行构成威胁。详细分析了不同类型高压直流输电GIC存在的可能性,指出长距离高压直流输电只有在2种运行方式下,直流线路中才会出现GIC;正常运行时,该直流GIC不会危及直流输电的运行。最后提出了开展GIC对交直流系统安全稳定运行研究工作的建议。     

采用电网直流等效模型评估地磁感应电流水平的影响因素分析

由地磁暴引起的电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)的频率很低,但并不为0,所以采用电网直流等效模型进行GIC水平评估时必然会产生误差。文章分析了线路等效电感、变压器等效电感和高压并联电抗器等效电感对采用电网直流等效模型评估GIC水平所产生误差的影响程度,通过仿真计算分析了变压器绕组联结组别和变压器铁心结构对变压器等效电感的影响,最后针对我国电网的特点,提出了用于评估超、特高压电网电磁感应电流水平的电网等效模型。     

基于地电场实测数据的广东电网地磁感应电流计算

在电网规划设计中,合理规划和科学安排接入变电站馈电线路的方向及数量是防御电网地磁暴灾害的有效措施之一,准确计算电网的地磁感应电流（geomagnetic induced current,GIC）是电网规划防灾的基础。根据子午工程地电场实测数据和广东500 kV电网的网架结构,构建了计算广东电网GIC的全节点模型,完成了2014年9月12日地磁暴事件中电网GIC的理论计算。通过对比计算数据与实测数据,表明利用地电场实测数据计算电网GIC的方法比利用地磁数据计算电网GIC的方法更好,建议加强对地磁暴感应地电场的监测力度,为防御地磁暴灾害提供数据及服务。     

不同纬度电网地磁感应电流水平的比较研究

地磁感应电流（GIC）与磁暴强度、大地构造、电网结构等很多因素有关。在建立的分层大地模型基础上,依据2006年12月磁暴的地磁数据,采用基于平面波理论的大地感应电场算法,完成了北京2012年规划电网GIC水平的计算,并与阳淮输电系统上河变电站的GIC实测数据进行了比较。结果表明,在中低纬地区,大地电导率、电网结构和电气参数的影响更大。     

地磁感应电流对变压器振动、噪声的影响

为研究太阳活动引起的地磁暴在电网中产生地磁感应电流对电网运行的不利影响,通过对岭澳核电站和上河变电站主变压器中性点电流实测数据与相关地磁台磁暴数据相关性的比较分析,说明了我国电网已经受到地磁暴的侵袭;通过分析比较正常运行变压器的振动噪声特性和地磁感应电流作用下变压器的振动噪声特性,认为地磁暴会引起变压器振动噪声的增大,江苏、浙江、广东等电网发现了大量变压器振动噪声异常的事件为地磁暴在输电线路中产生的地磁感应电流所致。目前,1000kV特高压工程已开工建设,与500kV电网相比,特高压线路的单位电阻更小,并且线路更长、建设规模更大,更易受到地磁暴的影响,因此磁暴影响问题迫切需要研究。     

特高压双回路GIL感应电压电流计算分析

气体绝缘线路(GIL)回路间电磁感应关系不同于架空导线,线路中存在GIL将会影响感应电压、电流的计算结果,从而影响线路地刀的选型。文中以同塔双回架空线和GIL混合特高压线路为例,研究回路间电磁感应的计算。首先对GIL进行电气参数计算,并理论推导混合线路感应电压、电流计算公式;其次利用EMTP-ATP仿真验证理论分析结果,分别仿真研究了GIL在母线位置、在线路中间以及不含GIL 3种工况下的感应电压、电流变化规律,并分析了GIL在线路中间时感应电流大幅度增加的原因;最后研究了GIL在线路中长度占比的不同对感应电压、电流的影响。研究结果可为含GIL的混合线路地刀选型提供理论计算参考。     

中波频段输电线路无源干扰的谐振及地线感应电流特性

当前我国特高压输电线路无源干扰的谐振主要引用IEEE的研究结论,然而IEEE认为该结论仅适用1.7MHz以下频率。针对于输电铁塔与地线相连的情况,根据IEEE的研究成果,归纳出依据地线感应电流特性判定输电线路无源干扰谐振的产生条件。以IEEE研究模型为对象,采用线天线和垂直极化平面波进行激励,结合输电线路无源干扰线电场积分方程与矩量法,计算并分析了100k Hz~3MHz频率的地线感应电流及无源水平。研究结果验证了IEEE提出的1.7MHz以下频率感应电流为无源干扰决定性影响因子的结论,但"整数倍波长回路谐振频率"预测准确性有限。     

双回路电缆-架空线混合线路感应电压电流计算

双回路同沟电缆-同塔架空线混合线路感应电压和感应电流的计算是检修时接地刀闸选型的关键。电缆回路间感应电压电流的计算不同于架空线路。电缆金属护套对线芯具有静电屏蔽作用,根据护套接地方式不同其对线芯也具有不同的电磁屏蔽效果。文中针对220 kV双回路电缆-架空线混合线路开展运行线路对检修线路的电磁感应研究。首先根据电磁耦合推导出混合线路的感应电压、电流计算公式。其次仿真计算分析,分别研究混合线路中电缆段长度占比的变化对感应电压电流的影响;电缆护套单端接地、双端接地以及交叉互联两端接地3种接地方式对于感应电流的影响;接地刀闸等效接地电阻对于感应电流的影响。结果可为混合线路接地刀闸选型提供理论计算参考。     

500 kV福建与浙江加强联网工程系统感应电压和电流问题研究

针对华东电网福建与浙江加强联网工程500 kV线路同塔双回距离长、导线截面大等特点,对线路的感应电压和感应电流进行了专题计算,并对其影响因素(地线情况、线路换位方式、高抗中性点小电抗)进行了分析,为工程中设备正确选型提供依据.     

光纤差动保护补偿电容电流的一种策略

针对输电线路分布电容对差动保护的影响,提出了一种克服电容电流对其影响的保护方案。线路正常运行时,将相电流差动保护的定值整定为线路电容电流的2倍以上,零负序差动保护的定值整定为线路电容电流的1.5倍以上,可靠躲过线路正常运行时的电容电流。在线路空充时,将各差动保护的定值提高两倍同时增加一定的时延,可靠躲过暂态电容电流对各差动保护的影响。     

基于GIC无功损耗严重度指标的电网地磁暴易损区识别方法

首先分析了电网在不同感应地电场强度和方向条件下各变电站无功损耗的变化规律,定义了变电站地磁感应电流(GIC)无功损耗严重度指标,指标本身仅对实际的无功损耗做归一化处理,未改变各变电站之间无功损耗大小的相对关系。基于该指标提出了给定系统中易受地磁暴灾害区域的识别方法,可以为地磁暴影响下的电网规划和系统调度人员的操作提供依据。最后以750 kV规划电网为例,验证了所提指标和方法的可行性。     

Experimental studies of the improvement of power system stability by superconducting fault current limiters

With increasing demands for electric power, the electric power system is becoming more and more complicated, and the stable, highly reliable delivery of electric power is encountering two major problems, namely, large fault currents and power system instability. In particular, the fault currents occurring in power systems are tending to increase. To solve this problem, superconducting fault current limiters (SCFCLs) have been developed, and it is hoped that they will also solve the problem of power system stability. This paper describes the results of experiments on the improvement of power system stability and the suppression of fault currents with SCFCLs, performed with power transmission simulators. An experiment using an R‐type SCFCL in a power system was performed. An R‐type SCFCL was simulated by using a resistor and an electromagnetic contactor with thyristors. It was found that the inclusion of an SCFCL in the electric power system gives improved suppression of fault currents and improved power system transient stability. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(4): 41–52, 2000