无源电容型隔直装置在直流偏磁治理中的应用分析

特高压直流输电建设对周边变电站主变产生了较为严重的直流偏磁影响,威胁主变运行安全。文中通过对直流偏磁影响原理分析,从设备选择、过电压及绝缘配合、运行维护等方面对隔直装置进行分析,并应用到实际工程中,在变电站主变直流偏磁治理中具有一定的参考价值。

抑制变压器直流偏磁的电容隔直装置优化配置

高压直流输电单极运行时产生的接地极电流会导致其附近变压器出现直流偏磁,影响交流电网的安全运行。由于偏磁电流在电网中存在多条流通路径,在某变压器中性点安装电容隔直装置虽能明显抑制该变压器中的直流电流,但往往引起相邻变压器偏磁直流增大。为此,考虑自耦变压器接线特点和电网拓扑结构,引入有效偏磁电流来描述直流接地极电流对变压器的影响,提出以所有变压器的有效偏磁电流都小于允许限值为约束条件,以隔直装置的安装数量最少为优化目标的优化模型,应用基于改进轮盘赌选择法的遗传算法求解电容隔直装置的优化配置问题。以溪浙直流输电工程金丝接地极附近的受端电网为例,求解了不同有效偏磁电流限值下电容隔直装置的优化安装方案,与未优化的安装方案相比较,所需安装装置的数量可减少50%以上。

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。

变压器直流偏磁的抑制措施及电容隔直装置的应用

随着我国电网的建设,为解决长距离输电问题,提高电力系统运行稳定性,多条高压直流输电线路被建设并投入运行。直流输电系统中中性点直接接地的主变压器的直流偏磁会影响交流输电系统安全。文章根据直流偏磁的影响,剖析了电容隔直装置的原理,分析了其对于直流偏磁的抑制作用,并对某特高压变电站及某500 kV变电站的电容隔直装置应用实例进行了分析。

一种无源电容隔直装置在电厂直流偏磁治理中的应用

雅中~江西±800kV特高压直流工程建设完成后,景德镇电厂两台主变受直流偏磁影响巨大,变压器中性点接地直流超过限值,噪音和振动增大。本文简要分析直流偏磁产生原因,并介绍一种无源电容隔直装置在景德镇电厂中的良好实践。

一种多接地极主动互联及隔直装置协同的直流偏磁治理策略

高压直流输电系统在单极不平衡运行时会产生较大的接地极入地电流,严重威胁变压器乃至交流电网的安全稳定运行。研究表明,单纯采用隔直装置全局优化投切、多接地极主动互联等治理方案均无法保证在所有电网交流拓扑变化场景下满足直流偏磁治理要求。为此,提出了一种多接地极主动互联及隔直装置协同的直流偏磁治理策略,对待选方案集满足/不满足治理要求的场景选取了不同的评估指标,采用量子遗传算法和组合赋权法,选取得到所选评估指标下的最优治理方案。基于宜昌地区电网拓扑结构搭建了仿真模型,仿真验证了所提策略的有效性。所提策略可为未来偏磁治理方案的选择提供必要参考。

基于粒子群算法的变压器直流偏磁隔直装置安装策略

直流输电系统在单极大地回线的运行方式下直流接地极附近变压器会产生直流偏磁。对单个变电站安装隔直装置可能导致周边变电站产生新的直流偏磁。考虑到隔直装置的安装运维成本高、变电站改造困难等问题,对直流接地极周边全部变电站均安装隔直装置是不合理的。为此,提出了一种基于粒子群算法的变压器直流偏磁隔直装置安装策略,能够综合考虑成本与治理效果。首先建立以安装维护成本和变压器中性点电流值加权作为优化目标函数的安装策略优化模型,再以所有变压器中性点直流电流均不超限作为约束条件,最后采用粒子群算法获得最优安装策略。为了验证所提出的安装策略的有效性,搭建了金华电网实际参数模型,并考虑了多组变电站的综合成本和重要等级等参数。结果证明基于粒子群算法的直流偏磁隔直装置安装策略能够快速有效地得到区域电网内各变电站隔直装置最佳配置方案。

隔直装置在直流偏磁治理中的应用研究

特高压直流输电采用单极大地模式运行时,流经交流变压器的直流电流会使交流变压器发生直流偏磁。通过分析直流回路的流通路径及电流参数,选择合适的抑制方法,可以有效地解决直流偏磁问题。以酒泉湖南±800 kV特高压直流输电工程酒泉换流站为背景,首先对其周边交流变电站的直流偏磁产生过程及其影响进行分析,然后结合实际测试,对直流偏磁影响情况进行分析,最后对直流偏磁的治理方法进行分析研究。

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。

浅谈变压器直流偏磁现象及电容隔直原理

某电厂作为直流输电工程的配套电源,厂址邻近换流站,厂内配有变压器两台,变压器中性点采用经电抗器接地方式。为防止直流输电线路在检修、调试或发生故障时出现单极—大地回路运行方式,导致电厂内变压器发生直流偏磁问题,在两台变压器中性点各安装一套电容隔直装置。现简单介绍电容隔直装置的工作原理,并就其调试过程中遇到的一些问题的分析结果及处理方法进行简要探讨。

基于量子遗传算法的直流偏磁隔直装置多约束优化布置

为了实现抑制直流偏磁的隔直装置利用率的最大化,文中将直流电流的影响耦合进交流电网运行状态的评估,结合直流电流分布计算和交流电网潮流计算模型,对隔直装置的优化布置问题进行了考虑母线电压、发电机功率、变压器无功损耗的多约束建模,以实现网内布置隔直装置台数的最小化。文中运用量子遗传算法,对隔直装置优化布置的大规模0-1整数规划进行了求解。以IEEE 118标准节点系统为算例,计算了直流接地极不同入地电流下IEEE 118标准节点系统的隔直装置优化布置方案。在入地电流为3000 A时,需要对系统内154台变压器之中的8台变压器加装隔直装置,当入地电流升至9000 A时,需要对系统内的20台变压器加装隔直装置,随着入地电流的增加,隔直装置台数增加速度逐渐增大,而系统总体中性点直流电流的增加速度逐渐放缓。

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。

变压器直流偏磁监测及隔离装置在风电领域的应用

越来越多的风电开发商选择有特高压直流输送线路的地区进行风电的开发建设,来缓解风电弃风率的问题。直流偏磁对变压器的影响在风电中凸显出来。变压器直流偏磁监测及隔离装置运用到风电领域中的例子越来越多。针对新疆某特高压线路中此装置的运用,论证其作用及可靠性。为了实现远距离或超远距离大容量送电,高压甚至特高压直流工程建成并投入运行。

应用于变压器中性点的电容隔直装置研究

在以单极大地回流运行方式的高压直流输电系统中,直流电流会不经直流路径而进入交流电网,导致变压器产生直流偏磁问题,威胁交流电网的稳定运行。因此,本文深入探讨了安装于变压器中性点的电容隔直装置,揭示了直流偏磁给变压器带来的危害,分析了抑制变压器直流偏磁的措施,阐述了电容隔直装置工作原理、关键设备和特殊试验要求。研究表明,电容隔直装置在保护变压器免受直流电流影响的同时,保证了交流系统的稳定运行。

基于PID搜索优化算法的变压器直流偏磁治理策略

特高压直流输电系统采用单极大地回线的方式运行时,对直流接地极一定范围内变电站的主变压器会造成影响,出现直流偏磁现象,对单一变电站进行隔直可能进一步扩大直流偏磁影响范围,对电网内全部变电站隔直治理则存在隔直装置的安装运维成本高、变电站改造困难等问题。文中提出了一种基于PID搜索优化算法的变压器直流偏磁治理策略,优化了成本与治理效果。针对不同类型隔直装置建立以安装维护成本和变压器中性点电流值加权作为优化目标函数的安装策略优化模型,以所有变压器中性点直流电流均不超限作为约束条件,采用PID搜索优化算法获得最优治理策略;为验证所提出的安装策略的有效性,搭建了赣州电网实际参数模型,进行多组变电站的综合成本和重要等级等参数计算,算例证明,基于PID搜索优化算法的变压器直流偏磁治理策略能够快速有效地得到区域电网内各变电站隔直装置最佳配置方案。

隔直电容在弧焊逆变器中抗偏磁能力的分析

本文采用状态平均法建立了隔直电容在桥式焊接逆变器中抗偏磁的动态模型，并进行了动态分析，为焊接逆变器的设计提供了理论依据。

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。

溪浙特高压直流隔直装置存在的问题分析及改进

特高压直流换流变压器中性点在各种操作及运行时谐波含量远高于交流变电站,在安装隔直装置解决直流偏磁现象时需要考虑的因素更多。首套安装在特高压直流换流站的直流偏磁装置在直流系统调试中出现了不恰当投切、频繁投切等较多不适应直流运行工况的问题,针对其由于退出隔直功能的保护定值较小引起的不恰当投切、频繁投切问题,结合现场录波波形和直流系统运行工况进行了分析和研究,提出了修改投入隔直功能的延时时间,增大退出隔直功能的保护定值的改进措施解决不恰当投切和频繁投切问题,并在直流系统运行中加以应用,所得结论对后续直流工程的换流变加装隔直装置的工程应用具有一定的指导意义。

天山—中州特高压直流输电工程投运后河南电网主变直流偏磁分析及抑制

±800 kV天山—中州(简称天中)特高压直流输电工程投运后,直流系统一旦出现单极大地或不对称运行方式,很大的入地电流就会对河南电网产生不利影响。为此,结合河南电网实际运行情况,建立了河南电网直流偏磁分析模型,分析了主变直流偏磁分布特性,并结合现场实测,制定了河南电网直流偏磁分级防护治理方案,研制了带可靠返回系统的电容型直流抑制装置并挂网运行。研究结果表明:直流偏磁电流的大小主要受地表电位分布的影响,同时还受变电站间距离及出线数量的影响,需特别关注站间距离远、出线数量少的变电站直流偏磁问题;应对直流偏磁超标的变电站进行治理,同时对受直流偏磁影响显著的变电站加强直流偏磁监测;所研制的带可靠返回系统的电容型直流抑制装置,实现了控制系统断电时旁路保护的可靠动作,有效地治理了220 kV明河变电站直流偏磁超标的问题,确保了河南电网的安全可靠运行。这些研究结果有效地解决了天中特高压直流输电工程投运对河南电网主变直流偏磁的影响。

主变中性点直流偏磁抑制装置在工程设计中的应用研究

高压直流输电系统单极运行和城市轨道交通直流供电系统广泛应用,会产生直流偏磁现象,这不仅会直接影响到主变压器的运行,而且严重时会威胁到整个电网的安全运行。本文首先指出直流偏磁产生的原因、原理和危害;其次对直流偏磁风险评估过程、原则和方法进行了阐述,且对直流偏磁抑制主流措施进行了综述并提出选择指导意见;最后对电容隔直装置的设计要点进行了分析。