特高压直流单极运行时地表电位变化产生的偏磁电流对交流变压器的影响研究

发布时间：2017-11-27 15:35

  本文关键词：特高压直流单极运行时地表电位变化产生的偏磁电流对交流变压器的影响研究

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【摘要】：由于能源分布与用电负荷分布的不均衡,我国制定了“西电东送、南北互供、全国联网”的电力发展战略。特高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)因其输电容量大,电压等级高,自身没有同步运行的稳定性问题等特点,已经成为我国大容量、远距离电能传输和区域联网的重要方式。现阶段我国高压直流输电采用双极运行方式,但在建设前期和建成后单极闭锁或检修时,也采用单极运行大地回流运行方式,产生的偏磁电流将对交流系统稳定运行产生严重影响,因此,深入研究地表电位的分布规律及抑制偏磁电流技术对我国未来的电力发展具有重要的意义。本文针对±800 kV特高压直流线路可能带给晋北地区500 kV变电站及与其直接连接的火力发电厂中的变压器的直流偏磁问题展开了研究。主要研究内容如下:(1)采用CDEGS软件搭建了±800 kV晋北-江苏特高压直流换流站的接地极模型及土壤模型,针对接地极所在区域外、接地极所在区域内的局部土壤电阻率的改变、不同层整体土壤电阻率的改变及不同气候条件下整体土壤电阻率的改变对地表电位分布的影响展开了研究。研究结果表明:接地极所在区域外任意土壤表层局部电阻率的改变,对地表电位的分布影响可忽略不计;接地极所在区域内土壤电阻率的改变,即当以接地极为中心,半径为10000 m,高度为3 m的土壤电阻率的不断升高时,距接地极中心5000 m范围内的地表电位迅速上升,而距接地极中心5000 m范围外的地表电位随局部土壤电阻率的升高几乎不变;改变表层土壤(第一层厚度为200 m)电阻率对地表电位影响最为明显;干旱或者降雨发生时地表电位整体升高;表层土壤出现冻土层时,距离接地极中心91500 m范围内的地表电位明显低于标准土壤模型下的地表电位,距离接地极中心91500 m范围外的地表电位稍高于标准土壤模型下的地表电位。(2)通过MATLAB软件搭建晋北地区交流系统模型,结合不同气候条件下晋北地区的地表电位数据,计算了不同气候条件下晋北地区500 kV变电站及与其直接连接的火力发电厂中变压器的偏磁电流的大小,并提出了采用串联小电阻的方法来抑制偏磁电流。研究结果表明:晋北地区个别变电站和发电厂加装小电阻抑制措施后,不能同时使晋北地区所有500 kV变电站及与其直接连接的火力发电厂的偏磁电流都减小,因此,在考虑用小电阻抑制晋北地区部分变电站和发电厂的偏磁电流的同时,还需顾及到串联小电阻后对其周边各变电站和发电厂偏磁电流的影响;给晋北地区朔州站和平城站主变压器中性点串入3Ω的小电阻,神头二电厂和忻州站主变压器中性点串入5Ω的小电阻,神泉电厂主变压器中性点串入10Ω的小电阻,可以使晋北地区各变电站和发电厂的偏磁电流在任何气候条件下都小于5 A,达到安全稳定运行的标准。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM721.1

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