城轨杂散电流在电网系统中的分布特性仿真分析

城市轨道交通产生的杂散电流会导致位于地铁密集区域的变压器发生直流偏磁问题,威胁变压器及交流电网系统的安全稳定运行。为解决该问题,建立了地铁杂散电流静态分布模型、深圳地区多层分块土壤模型以及深圳交流电网仿真模型,计算分析了杂散电流引起的交流电网变电站地电位变化及变压器中性点直流电流的分布特性。结果表明,地电位变化及变压器中性点直流电流变化均与地铁运行工况相关,变电站与地铁密集区域间的距离及土壤电阻率是主要影响因素。针对自耦变压器,结合试验测试结果,指出仅在直流超标站点安装电容隔直装置无法消除这类直流偏磁问题,需要从整个区域电网的角度合理配置隔直装置。     

地铁杂散电流对浙江电网变压器运行影响及治理措施

地铁在解决城市交通问题中发挥着重要作用,但也带来了振动、噪声、电磁干扰和杂散电流等问题。地铁杂散电流会通过大地流入中性点接地的变压器,造成变压器出现直流偏磁现象,影响变压器的正常运行。首先结合浙江电网发生的一起地铁杂散电流导致220 kV变压器直流偏磁事件,分析了地铁杂散电流的产生原因及其对变压器运行的影响。随后,介绍了地铁杂散电流的治理措施及变压器直流偏磁的抑制方法。最后,提出了杂散电流引起变压器直流偏磁的防治思路。     

牛从直流翁源接地极入地电流对周边变压器直流偏磁的影响

根据牛从直流受端翁源接地极周边变电站情况,对牛从直流入地电流进行了实测和分析,并对牛从直流入地电流对周边交流变压器直流偏磁的影响进行了详细的仿真计算。结果表明,翁江站变压器220 k V侧中性点均不接地或装设隔直装置可减小流入交流系统的直流偏磁电流;翁江站110 k V供电片区优化接地方式,选择官渡、回龙站中性点接地,对交流系统直流偏磁的影响最小。     

地铁杂散电流引起上海电网变压器偏磁研究

地铁杂散电流造成变压器偏磁的驱动电流源具有复杂、影响因素多等特点。为了认识地铁杂散电流对上海电网变压器偏磁的影响,利用建立的大地模型计算了杂散电流地电位的影响范围,并根据计算结果,选点对上海220kV电网13台变压器和500kV电网7台变压器中性点电流开展了观测实验,利用大量的实测数据研究地铁列车运行工况、变压器运行方式等因素对变压器偏磁电流量值水平和波动性的影响。研究的结果表明,地铁杂散电流对上海城网220kV和500kV变压器的严重影响范围在地铁线路沿线的3km范围内,不能用直流接地极的变压器偏磁评价标准评估地铁杂散电流的偏磁影响。     

隔直装置安装位置对电网主变压器直流偏磁电流分布影响研究

针对城市电网直流偏磁主变压器中性点安装隔直装置后,导致周围其他主变压器中性点直流增加出现直流偏磁这一现象,提出研究隔直装置安装位置对城市电网主变压器直流偏磁电流分布的影响。考虑地铁回流系统结构、换乘站综合接地系统连接特征以及地铁和城市电网空间、电气连接关系,基于CDEGS仿真软件建立西南某城市电网及地铁网络耦合模型。在此基础上,仿真分析了不同类型变电站安装隔直装置后,电网变电站主变压器直流偏磁电流幅值变化特征。分析结果表明,为地铁主变电所供电的220 kV变电站安装隔直装置后,与其直连的变电站主变压器直流偏磁电流总量减少超过15%,能够显著抑制直流偏磁电流,为城市电网变电站隔直装置安装位置确定提供理论依据。     

隔直装置在220kV变电站的应用

直流输电采用单极大地返回方式运行,地铁杂散电流会导致直流偏磁现象的产生,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电流。文章介绍了变压器电容隔直装置的基本原理和优势,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,结合实际现场应用,证明电容隔直装置可以有效减弱直流电流冲击,保证主变长时间正常稳定运行。     

水力发电厂直流偏磁治理及其接地网改善措施

文章根据某水力发电厂主变中性点直流电流现场测试情况,分析了其在±1100kV昌吉-古泉直流输电系统出现单极运行时主变压器受到的直流偏磁影响,并提出采用电容隔直装置来治理直流偏磁。通过±1100kV昌吉-古泉直流输电工程直流偏磁试验,验证了电容隔直装置发挥了良好的作用。同时通过加装电容隔直装置发现,该水力发电厂接地网存在接地电阻偏大的情况,并提出相应的改善措施。     

城市电网中地铁杂散电流分布规律及影响因素分析

为揭示城市电网中地铁杂散电流的分布规律及其影响因素,该文基于PSCAD/EMTDC仿真平台,结合深圳电网某片区电网的实际拓扑结构及电气参数,建立包含该片区220kV及以上电压等级交流电网的杂散电流分布仿真模型,利用地铁早发车时段内片区电网中变压器中性点直流电流的实测数据对仿真模型进行校验。在此基础上,仿真分析城市电网中地铁杂散电流的分布规律与特征;并分析变压器漏抗、大地电阻率及避雷线的标称面积等因素对城市电网中地铁杂散电流分布的影响。仿真结果表明,当地铁杂散电流入侵城市电网时,输电线路、避雷线及大地中均存在杂散电流,且杂散电流主要通过输电线路进行传播;当变压器漏抗增大时,流向该变压器的杂散电流将减小;当接地变压器附近的大地电阻率变小时,变压器中性点直流电流增加;而避雷线标称面积的改变对地铁杂散电流分布影响微弱。     

轨道交通对电力变压器不利影响的分析与防治

随着轨道交通事业的迅速发展,轨道系统的杂散电流对城市电力变压器造成了不利的影响。从入侵原理和入侵源头分类、现场监测和数据分析,以及直流偏磁治理方案等几个方面进行综合论述。现场监测数据表明,杂散电流与直流输电大地返回电流导致的直流偏磁危害不同,中性点出现了高次谐波(特别是13次谐波)。采用变压器中性点串联大电容的方法可以有效抑制杂散电流导致的直流偏磁危害,为轨道交通对电力变压器不利影响的分析与防治提供了有效参考。     

直流输电地中电流对电网设备影响的分析与处理

自2002年12月500 kV直流输电开始单极对地的调试和运行以来，附近的500 kV交流变电所主变压器出现噪声大幅度上升（上升21 dB）等问题。研究分析了直流输电的地中直流电流对交流电网设备影响，包括直流偏磁对变压器和电流互感器、电网谐波对继电保护装置及地中直流对变电所接地网腐蚀的影响，提出了变压器中性点注入反向直流电流限制变压器直流偏磁的措施。     

220 kV变压器中性点接地方式改造后相关设备的安全校核分析

为限制方山电厂近区发生非对称故障时500 kV泸州变电站220 kV系统短路电流,需对电厂主变压器中性点接地方式进行改造,将电厂2台主变压器中性点分别通过接地小电抗器和1套隔直装置接地。文中通过仿真模拟电厂近区不同接地故障,电厂2台主变压器采用不同接地方式,分别得出主变压器中性点、接地小电抗器、隔直装置等设备的暂态电压和短路电流,验证电厂2台主变压器接地中性点分别通过接地小电抗器和1套隔直装置接地时,相关设备不会出现电压、电流超限而威胁设备的安全。同时,对线路、发电机、主变压器相关保护的影响进行了分析,对是否引发谐振进行了评估。     

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。     

直流偏磁引起的500kV电力变压器振动和噪声的现场测量与分析

设计了500 kV单相电力变压器振动与噪声在线同步监测方案,并通过振动与噪声传感器及相应的数据采集和分析系统实现了对广东惠州500 kV变电站单相电力变压器直流偏磁条件下的振动与噪声的实时监测。监测得到了500 kV电力变压器外壳上典型位置在直流偏磁前后的振动与噪声的时域波形数据,分析得到了500 kV单相变压器振动与噪声信号在直流偏磁前后的频率范围。试验结果表明:直流偏磁条件下电力变压器的振动与噪声幅值增加明显且频谱中出现了大量高次谐波,对于变压器的运行有着不利的影响。     

换流站接地极电流对直流偏磁影响的分析及抑制

为分析±500 kV政平换流站直流接地极对江苏省常州电网的影响,首先分析直流电流对不同类型变压器的影响程度以及对接地网加速腐蚀的影响程度,根据仿真分析以及变电站的历史实测数据,进行了政平换流站对江苏省500 kV和220 kV变电站中性点接地的运行变压器的影响分析,结合常州南部电网规划,提出抑制村前变电站直流影响的措施,并给出目前变电站应对直流偏磁问题的建议。     

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。     

哈密电网变压器直流偏磁实测分析

为了研究±800 kV哈密—郑州直流（调度命名“天—中”直流）对哈密地区变压器直流偏磁的影响,首先通过仿真论证了偏磁的存在,其次重点通过实测哈密地区变压器中性点的直流电流分布情况,分析哈密—郑州直流投运对哈密地区变压器直流偏磁的影响,并提出了治理措施进行实测验证。测量结果显示,哈密—郑州直流的投运对哈密地区变压器直流偏磁的影响较大,经过采取变压器偏磁抑制措施,取得了改善变压器中性点直流电流分布的效果,具有较好的推广和应用价值。     

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。