現(xiàn)今社會,人們的用電需求日益擴大,高壓直流輸電工程因我國的能源分布特點得以廣泛投產(chǎn)。而往往單極運行的直流系統(tǒng)產(chǎn)生的入地直流是造成直流偏磁問題的重要誘因,這一現(xiàn)象會對變壓器及電力系統(tǒng)造成振動噪聲加重、損耗增加以及繼電保護錯誤動作等一系列的危害,需要加以重視。本文針對直流偏磁電流的產(chǎn)生、直流偏磁下變壓器的損耗特性以及抑制技術(shù)三個方面展開研究,對變壓器的正常運行和電網(wǎng)的安全運行具有重要意義。首先,基于直流偏磁問題的理論分析,推導(dǎo)地網(wǎng)等效電阻的計算方法,建立交直流互聯(lián)的電網(wǎng)模型,仿真分析直流系統(tǒng)不同工況下的中性點直流電流分布及勵磁電流變化規(guī)律,定量的計算了各變電站中的直流電流大小。進而分析直流系統(tǒng)不同工況對中性點直流電流分布的影響,得出變電站的直流電流與接地極位置及距接地極間距離的關(guān)系。上述對直流偏磁電流的計算為后續(xù)直流偏磁對變壓器損耗特性的影響規(guī)律提供了依據(jù)。其次,采用場路耦合法并利用Ansys Maxwell搭建了220kV變壓器的電磁場計算模型,對直流偏磁下變壓器空載運行時的電磁特性變化規(guī)律進行了分析,得到了中性點直流電流大小與磁通密度分布、勵磁電流、以及諧波分布的關(guān)系。繼而通過變壓器的... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵心磁通與勵磁電流關(guān)系曲線

直流輸電系統(tǒng)單極運行時，地電位伴隨著直流電流的流通而發(fā)生變化，使得變電站間產(chǎn)生了電位差，部分直流流入交流電網(wǎng)中，形成了通路。直流通路是由于接地極間的電位差使得電流從高電位流向低電位而形成的，那么接地極間電位差導(dǎo)致了流入變電站變壓器直流電流大小的不同。逆變側(cè)的直流電流是由地網(wǎng)中的直流電流流入而形成的，處于高電位，因而距離逆變站位置越近電位越高，且隨著距離的增加，電位呈現(xiàn)指數(shù)減小[40,41]。整流站附近的電位與逆變站相反，距離整流側(cè)越近電位越低。接地極電位大小與距離直流接地極位置的關(guān)系曲線如圖3.1所示。圖3.1接地極電位與距離直流接地極位置的關(guān)系曲線Fig.3.1TherelationshipbetweenthepotentialofthegroundelectrodeandthepositionfromtheDCgroundelectrode對地網(wǎng)中直流電流的定量計算是解決由于直流輸電系統(tǒng)單極運行導(dǎo)致的變壓器直流偏磁問題的關(guān)鍵。地網(wǎng)中流通的直流電流大小取決于接地極間的電位差、接地電阻以及輸電線路電阻等因素[42]。由于接地阻值及輸電線路阻值這些參數(shù)通常是不變的，因而接地極間的電位差是確定流入變壓器直流電流大小的關(guān)鍵。本文通過地網(wǎng)等效的方法替代接地極間電位差的計算，來確定流入交流電網(wǎng)中直流電流的大校3.1.2地網(wǎng)中直流電流的計算方法交直流混聯(lián)電網(wǎng)中直流電流的分布計算[43]主要可以分為直流接地極流入地網(wǎng)的電流場計算和交流電網(wǎng)中直流電流分布的電路計算，這實際上是電場和電路的耦合問題，沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

第3章電力變壓器直流偏磁電流的計算13但對其解耦計算有一定難度。本文利用地網(wǎng)等效電阻分流法的建模思想，對交直流混聯(lián)電網(wǎng)中的地網(wǎng)進行等效，打破了傳統(tǒng)的地電位計算方法，將“潮的理念轉(zhuǎn)換為“路”的理念來計算，以方便與交流網(wǎng)架及直流網(wǎng)架間的耦合作用[44,45]，將交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來，繼而實現(xiàn)了研究直流輸電系統(tǒng)不同運行工況對交流系統(tǒng)直流偏磁影響的目標(biāo)。在交直流混聯(lián)的電力系統(tǒng)中，考慮到直流接地極與交流系統(tǒng)接地極處于同一電解質(zhì)中，二者被地網(wǎng)所等效的電阻聯(lián)系起來，因而各接地極間存在阻性耦合的影響。在地網(wǎng)等效電阻分流法中，對耦合電阻的定量計算是解決問題的關(guān)鍵。將耦合電阻分為接地極與無限遠(yuǎn)相耦合等效的自電阻和兩個直流接地極間相互耦合等效的互電阻兩種，等效的自電阻及互電阻如圖3.2所示。在交直流混聯(lián)電網(wǎng)中，接地極間的阻性耦合作用均可等效為自電阻和互電阻的共同作用，而對等效自電阻和等效互電阻阻值的計算，本文應(yīng)用靜電比擬法結(jié)合鏡像理論的方法對其進行推導(dǎo)。圖3.2地網(wǎng)等效電阻示意圖Fig.3.2Schematicdiagramofequivalentresistanceofgroundnetwork3.1.3地網(wǎng)等效電阻的計算地網(wǎng)等效電阻的計算受接地極表面積的影響，本文利用表面積等效計算法，以半球形替代不同形狀的接地極來計算，對半球形接地極的等效自電阻和等效互電阻的計算進行推導(dǎo)。（1）等效自電阻的計算假設(shè)接地極處于平均電阻率為的均勻土壤中。當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)流入接地極的直流電流為I時，土壤中電流密度J以及電場強度E在距離接地極l處的表達式為：

【參考文獻】：
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本文編號：3353501