地铁杂散电流对变压器直流偏磁的影响分析

地铁运行过程中泄漏的杂散电流引起地电位波动变化,易导致附近接地变压器出现直流偏磁现象。为解决此类问题,首先,建立了地铁运行等值电阻网络模型,实现杂散电流实时数值计算;然后,进一步推导了杂散电流场位方程,实现地铁机车运行时附近大地电位空间分布的动态模拟;最后,基于杂散电流引起的大地电位分布结果与交流电网的等效直流电阻模型,实现接地变压器偏磁直流和励磁电流的数值计算,建立中性点直流量和波形畸变率偏移度评判指标,可有效评估变压器直流偏磁程度。仿真结果表明,机车运行工况及机车间距对变压器直流偏磁影响明显,制定合理的地铁运行策略可有效削弱附近变电站直流偏磁干扰。

220kV变压器中压侧中性点经小电抗接地的运行分析

北京电网分区运行,其中枢纽站的接地方式关系整个电网运行,K分区中的A变电站采用220 kV变压器中压侧中性点经小电抗接地的运行方式。分析了该分区的主变中性点接地情况、A变电站的等值网络,同时计算了A变电站的短路容量、不同主变并列运行时的单相短路电流,计算表明,中性点经小电抗接地后可降低其单相短路电流,满足设备热稳定性要求。同时提出中性点小电抗投运后对现场运行、倒闸操作的要求。

电网构成对偏磁直流分布作用特征分析

高压直流输电引起的变压器直流偏磁现象会对交流电网造成不利影响影响,研究交流电网电压等级、结构等因素对偏磁直流分布的作用机理与特征,能够为治理措施提供理论参考。基于复杂网络理论和变电站偏磁直流计算模型,分析了不同电压等级电网对系统中性点直流分布的贡献与作用特征,研究了中性点直流分布对不同电压等级电网的敏感性,最后,以多电压等级电力系统为例,验证了上述理论分析结论。研究结果可为规避与治理变压器直流偏磁风险提供理论支撑。

配电变压器中性点零序电流保护研究

为了弥补变压器高压侧相过流保护不能完全保护低压系统非金属接地故障问题,合理配置重要配电变压器的零序电流保护功能,分析了低压单相接地故障对高、低压侧系统的影响,零序电流保护的配置及零序电流保护整定方法,比较中性点零序电流互感器的安装位置,确定了合理的零序电流保护配置方案。以某国际项目为例,使用ETAP软件完成了低压系统零序电流保护,并通过TCC保护配合曲线说明变压器中性点零序电流互感器保护的必要性。推荐在高压侧过流保护不能够有效的保护变压器低压侧套管时,在配电变压器中性点设零序电流保护。

二次谐波注入的光伏逆变器直流电压补偿研究

三电平中性点箝位(NPC)光伏逆变器的上下直流电容器之间存在的电压不平衡会损害系统的稳定性,并限制功率级的开关操作。因此这里提出了一种注入公共偏置电压的方法,将二次谐波分量和上下电容器电压差分量注入脉宽调制(PWM)控制器的控制环路中以补偿电容器之间的不平衡电压。先对NPC光伏逆变器的工作原理进行了分析,在此基础上推导了注入的公共偏置电压的计算方法和电路实现方法,并在仿真模型和实物样机中进行了验证。实验结果表明,所提的不平衡补偿方法可以有效实现直流电容器的不平衡电压补偿,且注入二次谐波半波信号拥有比注入二次谐波全波信号更快的响应速度和更好的补偿效果。

针对轴电流问题的双馈风电机组接地型式分析

轴电流问题是双馈风电机组的运行难题之一,已有多种技术措施提出并试图解决该问题,这些措施均围绕发电机本体分析和考虑问题。这也是至今尚未出现彻底解决该问题的技术方案的原因之一。本文从电系统层面出发分析轴电流的路径,考虑阻断轴电流的其他可能性,借鉴船舶岸电供电方式、中压传动共模电压抑制方案以及火电机组厂用电接线方式,提出双馈风电机组接地型式建议。

城市轨道交通中性点不接地供电系统单相接地保护新方案

通过对城市轨道交通中性点不接地供电系统中不同位置发生单相接地故障时的对地电容电流进行分析,提出了对应的保护新方案。文中明确了该保护方案的系统配置、保护定值设置及相应的控制逻辑,并对控制逻辑进行了验证。

配电变压器中性点零序电流保护研究

为了弥补变压器高压侧相过流保护不能完全保护低压系统非金属接地故障问题,合理配置重要配电变压器的零序电流保护功能,分析了低压单相接地故障对高、低压侧系统的影响,零序电流保护的配置及零序电流保护整定方法,比较中性点零序电流互感器的安装位置,确定了合理的零序电流保护配置方案。以某国际项目为例,使用ETAP软件完成了低压系统零序电流保护,并通过时间电流曲线(Time Current Curve,TCC)说明变压器中性点零序电流互感器保护的必要性。推荐在高压侧过流保护不能够有效保护变压器低压侧套管时,在配电变压器中性点设零序电流保护。

TN配电系统电源侧直接接地和一点接地探讨

简单介绍接地系统不同功能导体的定义和作用,重点介绍单电源TN配电系统电源侧接地、多电源TN配电系统电源侧直接接地和一点接地、变电所和柴油发电机房毗邻和远离情况下多电源TN配电系统电源侧直接接地和一点接地。分析杂散电流流通路径及治理杂散电流的方法,阐述PEN在低压柜内无须包以绝缘。

土壤结构对流入变压器中性点直流电流的影响

当直流输电系统单极大地回路运行时,会在直流接地极附近的中性点接地变压器中流过较大直流电流,从而导致变压器直流偏磁等一系列后果。采用复合分层土壤结构模型,基于特定的计算模型,对直流接地极流入直流电流时引起的地中电流场分布和地电位分布进行计算,分析流入变压器中性点的直流电流。同时通过改变土壤结构模型参数,分析不同土壤结构配置下流入变压器中性点直流电流的变化。研究表明,土壤结构对流入变压器中性点的直流电流影响较大,因此在精确计算流入变压器中性点的直流电流时应考虑土壤情况的复杂性。研究结果为实际工程中直流接地极附近变电站选址提供理论参考。

特/超高压直流输电系统单极运行下变压器中性点直流电流分布规律仿真分析

为揭示直流系统运行方式与变压器直流偏磁现象之间的内在联系,基于宜昌电网的实际参数和PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台,采用交流系统网络化建模的方法,建立了包含宜昌电网两条500 k V直流输电线路以及接地极临近区域220 k V交流变压器的直流偏磁电流分布仿真模型。对给定工况下变压器中性点直流电流的分布情况进行了仿真,并与现场实测的数据进行了对比验证,还分别对单接地极场景以及双接地极场景时各个特征变电站主变中性点直流电流分布情况进行仿真,揭示了变压器中性点电位差是决定其直流电流分布特征的根本原因。结果表明:所建立模型的误差在10%以下,具备复现系统实际运行情况的能力。分析结果能够为从系统运行角度抑制直流偏磁提供理论依据。

直流系统大地运行时交流系统直流分布的计算

为分析直流输电系统采用单极大地回路方式运行时,换流站接地极附近的中性点接地交流变压器因流入较大直流电流而导致直流偏磁等一系列不良后果,分别采用场路耦合法和电阻网络分析方法计算和比较了流入变压器中性点直流电流。结果表明,两者的计算结果相差较小,因而工程上可以采用较为简单的电阻网络分析方法计算分析直流大地电流对交流电网的影响。

抗直流偏磁的变压器中性点接地方式探讨

直流偏磁现象将影响变压器的正常运行,变压器承受直流偏磁的能力是电力系统稳定运行的前提。为此,建立宜昌地区变压器中性点直流电流分布模型,根据变压器噪声限值,确定变压器中性点电流的最大值,据此提出一种抑制直流偏磁的中性点优化接线方式配置。并且基于宜昌地区Relay CAC模型,对优化后零序电流保护的灵敏度进行了校核。仿真结果显示,通过使同一变电站内投运的两台变电站同时接地,每一台变压器中性点通过的电流均能降低至限值以下,同时,Relay CAC仿真结果验证了中性点接地方式调整后,各线路零序保护的灵敏度出现了一定程度的变化,但均满足灵敏度要求。

220kV主变压器中性点加装隔直电容对零序电量的影响

变压器中性点加装隔直电容是抑制直流偏磁的有效措施,但加装隔直电容后系统零序参数将发生改变,且大规模加装隔直电容后对零序电量的影响是否存在叠加效应未有明确定论。文中建立了220kV复杂系统环形等值模型,考虑不同运行工况进行计算仿真,采用继电保护智能整定计算软件进行全网故障计算,验证大规模加装隔直电容时系统所受的影响情况。研究结果表明,加装隔直电容后对线路保护安装处零序电流及电压保护影响很小,对加装站点变压器中性点零序电流的影响最大,大规模加装隔直电容时存在叠加效应,但叠加后对相关零序保护的影响基本可以忽略。

220kV变压器中性点经小电抗接地方式

为了限制短路电流和满足继电保护整定的需要,我国220 kV电力系统采用的是部分变压器中性点接地方式。这种接地方式会使不接地变压器的中性点产生过电压,若失地后发生单相接地故障更可能使中性点过电压上升到相电压,虽然可以用避雷器和间隙对此进行保护,但间隙放电分散性很大,很可能误动,且可能会与避雷器绝缘配合失调。为此建立了一个重庆地区的220 kV电网,使用PSCAD/EMTDC软件计算了中性点加装小电抗后的中性点过电压及短路电流。计算结果表明:中性点串接小电抗后,中性点的过电压会大幅下降,不再会出现失地现象,中性点电压也不会再出现高达相电压的过电压,中性点不必再安装间隙,只安装避雷器限制雷电过电压即可,免去了绝缘配合失调的可能性;并且,中性点加装小电抗后,变压器绕组流过的单相短路电流会下降,可以防止变压器绕组上流过的电流过大,损坏变压器。最后分析了中性点加装小电抗对继电保护的影响。

广东电网短路电流超标问题及对策

短路电流超标问题已成为制约电网负荷增长和电网发展的突出因素。分析了广东电网500 kV母线和220 kV母线的短路电流超标特性及原因,并针对不同的情况提出了对短路电流的控制措施,诸如配电装置改造、分层分区供电、关键线路加装基于晶闸管保护型串联补偿(TPSC)技术的短路电流限制器、主变压器中性点加装小电抗等。

共用接地极对云广与贵广Ⅱ回直流系统的影响

为节省占地面积和工程造价,利用南方电网技术研究中心现有的两系统PSCAD/EMTDC模型建模分析了共用接地极对直流输电系统运行的影响。根据直流系统中性点电压抬升分析共用接地极对直流系统稳态运行的影响;对比计算两系统共用接地极和单独接地极工况,分析了共用接地极对直流系统过电压、控制以及保护系统等各方面的影响;还分析了直流系统单极大地回路运行时,共用接地极上的入地直流对换流站变压器中性点电流的影响。

检修的共用接地极线路分流电流实测分析

共用接地极在土地占用、建设投资等方面具有很好的经济性和使用价值。但共用接地极在检修和运行过程中可能会存在一些问题,特别是在接地极线路检修时,运行直流系统可能会出现不平衡运行或单极大地回线运行方式;检修接地极线路会有电流流过,对检修人员的安全造成威胁。为充分掌握检修的接地极线路电流分流水平,对3个共用接地极的6个换流站的接地极线路分别进行试验测量。通过统计比较的方法对测量数据进行分析,得到了接地极线路和换流变中性点的分流百分比以及分流电流的变化趋势;同时分析得出影响检修接地极线路分流电流的因素主要包括:挂接的检修接地的位置、接地极电阻、入地电流水平等。依据实测数据计算分析得到的结果,为共用接地极的直流系统检修时的运行方式安排提供了工程数据参考,对保障检修人员的安全具有重要意义。

基于多台不同变压器的直流偏磁抑制措施研究

笔者以变电站与换流站合并建站作为站内有多台不同变压器的典型情况。在存在偏磁电流的情况下,详细计算了偏磁电流在各台变压器中性点分布情况,计算得到主变中性点偏磁电流约为换流变中性点偏磁电流的2倍。提出仅对交流主变采用相应的抑制措施来抑制整个变电站的直流偏磁。最后,文中以某实际直流工程为基础,搭建了详细的电磁暂态模型,通过仿真计算得到:仅对偏磁电流较大的主变采用抑制措施时,能有效的抑制整个站偏磁现象。综合考虑多种影响因素,选择仅在主变中性点采用串电容的方法来抑制直流偏磁。

交直流互联系统直流地表电位简易算式

直流接地极入地电流引起的偏磁问题威胁着交流电网的安全运行。基于大地典型三层结构,本文首先提出了一种求解直流地表电位的简易算式,表达形式简单,便于编程计算;其次,利用变压器中性点直流电流的现场实测值,列写节点方程,确定简易算式中的系数,通过比较计算值、仿真值和实测值,验证了该算式的可行性;最后,利用该算式预测了某超高压直流工程单极投运后可能引起的直流地表电位、跨步电压,评估了直流接地极入地电流在变电站的分流情况,指出部分站点可能需要采取相关防护措施。