本文關鍵詞：特高壓直流單極運行時地表電位變化產(chǎn)生的偏磁電流對交流變壓器的影響研究

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【摘要】：由于能源分布與用電負荷分布的不均衡,我國制定了“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”的電力發(fā)展戰(zhàn)略。特高壓直流輸電(High Voltage Direct Current,HVDC)因其輸電容量大,電壓等級高,自身沒有同步運行的穩(wěn)定性問題等特點,已經(jīng)成為我國大容量、遠距離電能傳輸和區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的重要方式�，F(xiàn)階段我國高壓直流輸電采用雙極運行方式,但在建設前期和建成后單極閉鎖或檢修時,也采用單極運行大地回流運行方式,產(chǎn)生的偏磁電流將對交流系統(tǒng)穩(wěn)定運行產(chǎn)生嚴重影響,因此,深入研究地表電位的分布規(guī)律及抑制偏磁電流技術對我國未來的電力發(fā)展具有重要的意義。本文針對±800 kV特高壓直流線路可能帶給晉北地區(qū)500 kV變電站及與其直接連接的火力發(fā)電廠中的變壓器的直流偏磁問題展開了研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)采用CDEGS軟件搭建了±800 kV晉北-江蘇特高壓直流換流站的接地極模型及土壤模型,針對接地極所在區(qū)域外、接地極所在區(qū)域內(nèi)的局部土壤電阻率的改變、不同層整體土壤電阻率的改變及不同氣候條件下整體土壤電阻率的改變對地表電位分布的影響展開了研究。研究結果表明:接地極所在區(qū)域外任意土壤表層局部電阻率的改變,對地表電位的分布影響可忽略不計;接地極所在區(qū)域內(nèi)土壤電阻率的改變,即當以接地極為中心,半徑為10000 m,高度為3 m的土壤電阻率的不斷升高時,距接地極中心5000 m范圍內(nèi)的地表電位迅速上升,而距接地極中心5000 m范圍外的地表電位隨局部土壤電阻率的升高幾乎不變;改變表層土壤(第一層厚度為200 m)電阻率對地表電位影響最為明顯;干旱或者降雨發(fā)生時地表電位整體升高;表層土壤出現(xiàn)凍土層時,距離接地極中心91500 m范圍內(nèi)的地表電位明顯低于標準土壤模型下的地表電位,距離接地極中心91500 m范圍外的地表電位稍高于標準土壤模型下的地表電位。(2)通過MATLAB軟件搭建晉北地區(qū)交流系統(tǒng)模型,結合不同氣候條件下晉北地區(qū)的地表電位數(shù)據(jù),計算了不同氣候條件下晉北地區(qū)500 kV變電站及與其直接連接的火力發(fā)電廠中變壓器的偏磁電流的大小,并提出了采用串聯(lián)小電阻的方法來抑制偏磁電流。研究結果表明:晉北地區(qū)個別變電站和發(fā)電廠加裝小電阻抑制措施后,不能同時使晉北地區(qū)所有500 kV變電站及與其直接連接的火力發(fā)電廠的偏磁電流都減小,因此,在考慮用小電阻抑制晉北地區(qū)部分變電站和發(fā)電廠的偏磁電流的同時,還需顧及到串聯(lián)小電阻后對其周邊各變電站和發(fā)電廠偏磁電流的影響;給晉北地區(qū)朔州站和平城站主變壓器中性點串入3Ω的小電阻,神頭二電廠和忻州站主變壓器中性點串入5Ω的小電阻,神泉電廠主變壓器中性點串入10Ω的小電阻,可以使晉北地區(qū)各變電站和發(fā)電廠的偏磁電流在任何氣候條件下都小于5 A,達到安全穩(wěn)定運行的標準。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1

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