抑制变压器地磁感应电流的电容隔直装置安装位置优化

磁暴在电网中引起的地磁感应电流(GIC)导致变压器直流偏磁,对电力系统产生不利影响。在中性点安装电容隔直装置是治理变压器直流偏磁的常用方法,但由于GIC在电网中的流通路径复杂,在某个变压器安装隔直装置时,如不经充分考虑,往往会引起相邻变压器直流偏磁更加严重,因此文中研究电容隔直装置的安装位置优化问题。考虑自耦变压器接线和电网拓扑结构,引入变压器有效GIC来描述地磁暴对变压器的影响,分析了隔直装置的安装对变压器有效GIC分布造成的变化,提出了优化方法,在保证所有变压器的有效GIC小于允许限值的条件下,以隔直装置的安装数量最少作为优化的目标,并应用遗传算法求解。以甘肃主电网为例,构建包含47个变电站、101个节点的GIC等效模型,根据约束条件与优化目标,计算了隔直装置安装的数量和位置,并与未经优化的治理方案进行比较,验证了所提方法的可行性和优越性。     

变压器接小电阻抑制直流偏磁的网络优化配置

将多目标优化问题与粒子群算法相结合,提出了一种用于求解2个目标函数的优化算法,即双目标函数粒子群算法(two objective particle swarm optimization,TOPSO)。直流输电单极运行时产生的地电流会导致接地极附近交流变压器铁心磁饱和,影响变压器的安全稳定运行。变压器中性点经小电阻接地抑制直流偏磁时,会使邻近站的变压器中性点直流增大。基于该算法,对目标电网的变压器接入电阻阻值进行网络优化配置;避免某些变电站接地极电流过大或者接入电阻阻值过大。以泸州电网为例,并与NSGA-II算法的计算结果相对比,验证了该方法的准确性和可行性。     

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.     

基于隔直装置全局优化投切的直流偏磁治理方法

由于缺乏对直流电流全局分布的考虑,传统隔直装置投切方法容易造成区域内其他变压器出现中性点直流电流被动超标。为了有效地指导偏磁治理工作,提出一种基于隔直装置全局优化投切的偏磁治理方法。首先根据直流电位衰减规律确定交流系统建模范围,其次结合交流系统等效电阻网络、变电站与接地极地理位置分布情况,采用场–路耦合分析思想建立全局隔直装置优化投切数学模型,最后以全局中性点直流电流最大值最小为目标进行寻优,得到最优投切方案。通过宜昌地区电网实际参数验证所提方法(基于穷举法寻优)隔直效果优于传统方法,同时为了保证在交流系统规模扩大后寻优的效率,采用多种智能方法对优化问题进行求解,验证了智能算法同样可以实现趋近于穷举法的隔直效果。     

变压器直流偏磁现象及其抑制装置的设计

随着投入运行的直流输电工程日益增多,直流偏磁现象在输电线路周边变电站时有发生,危害电网的安全运行。使用PSCAD电力系统仿真软件对地上直流电网进行了建模,以500 kV含山变电站为例,对主变压器中性点采用小电阻或电容装置隔直时的电网直流潮流进行了计算,并采取了相应的抑制措施,提高了变电站稳定运行的能力。     

基于电位补偿的变压器直流偏磁抑制装置

高压直流输电(HVDC)的快速发展使发生直流偏磁的变压器越来越多,严重影响交流电网正常运行,因此有必要对直流偏磁进行抑制。常用抑制偏磁电流的方法有中性线串电阻法、电容隔直法、电流反向注入法以及电位补偿法等。比较了现有的抑制变压器直流偏磁的主要方法,提出了基于电位补偿的变压器直流偏磁抑制装置拓扑,而后利用PSCAD/EMTDC对拓扑进行仿真,并且制作了试验样机,在低压环境下进行了模拟试验。仿真结果和试验结果一致,且符合理论分析,验证了该方法及装置拓扑的有效性和可行性。     

变压器电容隔直装置预防性试验初探

当直流电流窜入变压器内部时,会引起变压器的直流偏磁,进而引发变压器噪声偏大、无功损耗增加等问题。在变压器中性点加装隔直装置可减小直流进入变压器带来的各种问题,但如何对隔直装置进行预防性试验是摆在试验人员面前的一道难题。试验人员根据丰富的现场经验,探索性地制定了隔直装置的预防性试验项目,并对运行于广州电网的13台变压器隔直装置进行检查,发现了几起故障和隐患,对验证预防性试验具有一定的现场实用性和借鉴作用。     

变压器直流偏磁抑制措施的研究进展

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。分析了抑制流入变压器中性点的直流量的3种主要措施的研究情况,即串接电容、接动态补偿装置、串接电阻。串接电阻法简单实用、经济性好,便于在直流接地极附近交流系统推广应用,指出要以整个交流电网中变压器中性点直流量不超标为目标,进行变压器接小电阻的合理配置。此外,变压器内部结构的优化设计和多条直流输电线路共用接地极也能有效地抑制直流偏磁,对相关研究中的进展和存在的问题进行了论述。     

用于抑制直流偏磁的接地电阻优化配置研究

我国天(生桥)—广(州)、三(峡)—常(州)等直流工程单极大地回路运行时均出现了直流偏磁问题,只在电流超标的变压器中性点安装抑制装置不能从根本上解决该问题。文章以全网变压器中性点接地电流不超标为目标,在分析直流网络的基础上提出基于伴随网络的接地电阻优化配置方法。在每次迭代求解过程中,在考虑了接地支路的约束条件下修改灵敏度最高的接地支路接地电阻,直到所有接地支路的中性点电流小于其限值。最后用南方电网的数据对该方法进行了验证,结果表明中性点电流被限制在限值以内,从而避免了直流偏磁的发生。     

变压器电容隔直装置关键技术及应用分析

为保证变压器安全稳定运行,需要利用变压器直流偏磁抑制装置控制流过变压器中性点的直流。介绍了变压器电容隔直装置的基本原理、装置组成和不同类型隔直装置的对比,阐述了正常运行状态和系统故障时电容的投切控制逻辑与运行模式,结合实际采集数据分析了电容投切后的电气量变化,解释了电容充电回路的振荡过程,并对隔直电容应用对电网保护的影响进行了研究。     

变压器直流偏磁抑制装置及其对继电保护影响的分析

直流输电系统以大地为回路运行时,地中直流通过附近中性点直接接地的交流变压器进入交流系统形成回路,引起变压器直流偏磁从而对交流系统产生不利影响.为此,综合比较了各种偏磁抑制方法的优缺点,分析了其对交流电网继电保护的影响.     

变压器直流偏磁抑制设备的应用分析

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、电流注入法的工作原理、实施方式、性能效果作分析.对比3种方法的实现方式和技术参数,证明了电阻法的阻值对目标变电站中性点直流电流和电网中性点直流总量存在饱和效应;全补偿的电流注入法和电容法的抑制效果没有明显区别;实际情况下是电容法优于电流注入法和电阻法;3种方法均会导致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/电容抑制直流偏磁的实施原则.     

太阳能并网逆变电源变压器直流偏磁的抑制

设计太阳能并网逆变电源时必须考虑到直流偏磁对输出变压器的不良影响。导致变压器直流偏磁的因素包括控制系统引起的偏磁、驱动电路元件参数的分散性引起的偏磁以及主电路引起的偏磁。检测变压器的初级电流,通过DSP计算提取出初级电流的直流分量,再用闭环PI控制算法计算出抑制直流分量所需的补偿量,并将其加载到控制量中,可有效抑制变压器初级的直流偏磁。     

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.     

抑制变压器直流偏磁的串接电阻措施

高压直流输电系统单极大地回线方式运行时,巨大的入地电流将会使接地板附近的变电站主变压器产生直流偏磁,对交流系统造成不利影响.文中论证了在变压器中性点串接电阻器限制地中直流流入的可行性,并从抑制中性点直流与过电压效果和继电保护角度分析及校核了中性点电阻器对系统造成的影响.研究表明,这是一种简单有效的抑制变压器中性点直流电流的措施.     

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.     

变压器直流偏磁研究

在电力系统中,很多变压器接地的中心点都存在着直流电位差,这种电位差导致了直流偏磁现象。直流偏磁对变压器产生了很多危害,因此,对于变压器设计、制造和使用部门来说,都对直流偏磁下电力变压器的运行性能非常重视,基于此,对变压器直流偏磁进行了研究。     

单相变压器直流偏磁及抑制措施分析

直流偏磁会导致变压器噪声增大、振动加剧、局部过热,并向电网中输入大量谐波,影响继电器保护装置的正确动作等不利影响。因此,研究直流偏磁对变压器的影响及其抑制措施具有重要意义。本文利用有限元分析软件Maxwell 2D,建立了单相变压器的瞬态电磁场分析模型,分析对比了铁心及铁轭在不同直流入侵情况下的内部磁场变化。根据统一磁耦合电路(UMEC)模型,利用PSCAD仿真分析了不同直流偏磁下,变压器的空载励磁电流谐波特征。同时,研究了自激补偿法及外加直流源补偿法对直流偏磁的抑制效果。结果表明:变压器发生直流偏磁时,漏磁通增大,导致铁心发热,发热量最高点出现在铁轭与铁心交接处。自激补偿法及外加直流源补偿法对直流偏磁有较好的抑制效果。     

两起变压器电容隔直装置缺陷问题分析

直流电流通过变压器中性点进入绕组时,将会引发变压器直流偏磁现象,从而造成变压器无功损耗及噪声增大等问题。近年来,宁夏电网在直流偏磁较严重区域的变压器安装电容隔直装置来避免上述问题的发生,但该装置在运行中出现“带病运行”的现象,为避免此类现象的再次发生,针对两起变压器电容隔直装置缺陷原因调查分析,通过现场设备检查、理论计算及实验室验证,结合装置自身的结构,查找出缺陷原因,并提出该类缺陷杜绝的措施。分析结果对提升变压器电容隔直装置安全可靠运行具有重大意义。     

长三角地区变压器直流偏磁的评估及抑制

根据长三角地区的实际,建立了电网拓扑和土壤分层模型,以±800 kV复奉特高压直流系统单极大地运行为例,评估了长三角地区各500 kV交流变电站主变的直流偏磁影响后。全面考虑长三角地区多直流落点的综合影响,提出了抑制直流偏磁影响的方法,工程应用证实,效果明显。