两种星角换流变压器差动保护方案比较

本文论述了直流输电中两种星角换流变压器差动保护的方案。一是许继换流变压器差动方案,其采用网侧首端电流和阀侧首端电流;另一种是ABB换流变压器差动方案,其采用网侧首端电流和阀侧首端电流及尾端电流的平均值。阐述了换流变压器差动区内阀侧相间短路时两种方案下保护的动作行为和灵敏度计算。通过建模仿真并辅以南方电网在许继集团的换流变压器保护试验中的数据和波形为佐证。综合分析后得出：在直流输电系统中,由于星角换流变压器差动保护采用套管TA,其阀侧相间短路时,两种差动保护方案均能正确动作。同时指出从灵敏度校核来看,许继换流变压器差动方案优于ABB方案。     

特高压直流输电系统新型谐波抑制方法研究

传统的特高压直流输电系统一般在换流站交流网侧布置滤波兼无功补偿装置.为了避免谐波对换流变压器的不良影响,本文提出了一种滤波绕组并联的感应滤波换流变压器的谐波抑制方法,文中描述了其接线方案,解释了其滤波机理,并与传统的滤波方案进行了对比分析.以酒泉-湖南的±800kV特高压直流输电的工程参数为依据,搭建了所提滤波方案和传统方案的仿真模型.两个模型的阀侧和网侧电流的对比分析证明,新型谐波抑制方法效果良好.     

直流输电系统中逆变器换相失败的因素分析

换相失败是直流输电系统常见的故障之一,其与许多因素有关.为此分析了直流输电系统中换流母线电压、直流电流、换相电抗、触发越前角、换流变压器变比等因素对换流站换相失败的影响,得到了直流输电系统换相失败的一般规律,对实际运行具有一定的借鉴意义.     

直流输电系统中换流变压器三相漏抗不等情况下的非特征谐波计算

本文首先提出了对单个六脉冲换流装置在换流变压器三相漏抗不等情况下的数学模型。以此模型为基础,根据换流站的接线方式并利用直流输电网络的模型,组成整个直流输电系统的数学模型和相应的方程式,然后用牛顿—拉夫逊法求解。本文提出的计算方法,不但能准确地计算由于换流变压器三相漏抗不等而引起的非特征谐波,而且可以同时计及交流系统三相电压不平衡和触发脉冲间隔不相等两个因素。因此这一方法比较完整和准确地解决了非特征谐波的计算问题。     

换流变压器故障分析及改进措施

换流变压器是高压直流输电系统中的重要设备,其故障问题已经成为世界各地电力行业所关注的主要问题之一.本文从12脉动整流器的原理出发,分析了换流变压器故障的主要来源即换流变压器的故障主要发生在其二次绕组,而一次侧则基本不受影响.然后以正在建设的糯扎渡至鹤山800 kV高压直流输电工程为研究对象,在EMTDC/ PSCAD环境中进行建模和分析,仿真验证了二次侧绕组发生故障的主要原因并且针对这个问题提出了三种改进措施.     

新型换流变压器谐波模型及其配套滤波装置设计

阐述了新型换流变压器及其滤波系统的接线方案和谐波抑制机理.建立了新型换流变压器谐波模型,分析计算了新型换流变压器各绕组的谐波电流分布,实验验证了该模型的正确性.对直流输电开发平台进行了滤波装置实例设计,仿真和实验结果基本一致.证明了新型换流变压器及其滤波系统原理正确,滤波效果好,平台参数选择合理,新系统具有良好的应用前景.     

高压直流输电系统换流变压器暂态饱和过电压研究

对±500kV直流输电系统换流变压器投入时涌流所产生的暂态饱和过电压进行了数值模拟;采用Calahan算法,计算分析了各种影响因素和限制措施的作用.计算结果较已知的计算与实际更为接近.所提出的方法和结果可供高压直流输电系统及含变压器和大电容的小阻尼系统的运行和绝缘配合设计参考.     

高压直流输电系统换流变压器暂态饱和过电压研究

对±５００ｋＶ直流输电系统换流变压器投入时涌流所产生的暂态饱和过电压进行了数值模拟；采用Ｃａｌａｈａｎ算法，计算分析了各种影响因素和限制措施的作用。计算结果较已知的计算与实际更为接近。所提出的方法和结果可供高压直流输电系统及含变压器和大电容的小阻尼系统的运行和绝缘配合设计参考。     

换流变压器原理样机电磁振动与噪声研究

针对换流变压器噪声超标问题,采用6台20 kVA、220 V、阻抗18％的单相四柱式变压器(仅器身),与两套6脉波整流桥一起,连接成12脉波整流装置,模拟高压直流输电系统中的整流站.运用实验方法测定各种工况下单台换流变压器的振动和噪声,对实验数据的分析表明,阀侧绕组高次谐波电压是导致换流变压器的振动及噪声加剧的主要因素.进而提出在换流变压器阀侧并联电容的方案,通过该电容减小阀侧高次谐波电压,从而降低换流变压器的振动及噪声.实验结果表明该方法降噪效果明显.     

应用牛顿法的高压直流输电系统非特征谐波潮流算法

针对高压直流输电系统非特征谐波潮流算法中非线性方程组具有变量多、维数高的特点,采用牛顿-拉夫逊算法迭代求解,提高了非特征谐波算法的收敛性,推导了换流装置交流侧三相电流和直流侧电压及Y、d换流变压器Δ绕组内零序环流的解析式.根据交、直流网络与换流装置的相互关系,组成换流站母线三相谐波电流平衡方程、直流网络谐波电流平衡方程,形成了修正方程式,以统一基波和特征谐波潮流结果为初值,运用牛顿-拉夫逊算法迭代求解全系统非线性方程组.采用该算法计算了南方电网云广±800 kV特高压直流输电系统非特征谐波潮流,计算结果合理,收敛性良好,证明了所提算法的正确性和有效性.     

新型直流输电系统改善谐波不稳定的机理分析

将三相不对称的交流电源用正序和负序电压表示,用傅里叶分析方法计算了正序和负序电压传递到直流侧的谐波电压的规律,将这一理论应用到基于感应滤波的直流输电系统,计算在交流系统故障时,直流侧电压谐波的数学表达式,比较在同样的交流系统故障条件下,基于感应滤波的直流输电系统在抑制直流侧谐波幅值方面优于传统的直流输电系统,最后参考实验室基于感应滤波的直流输电系统模型,对输电系统在交流系统故障下的直流电压谐波进行了动模实验.结果表明,由于在感应滤波换流变压器的第三绕组接入2,11,13次LC滤波器,使直流电压中含量高的低次谐波大大减少,直流输电系统谐波不稳定得到一定的抑制。     

多端DC-AC系统的潮流计算

对于含多端直流输电网络的交直流电力系统,本文提出了一种对交流和直流系统分别采用牛顿法进行顺序迭代潮流计算的数学模型和算法。该算法可以有效地考虑换流器的各种控制方式,同时确定换流变压器分接头的位置。算例表明,本算法的数学模型灵活具有通用性,收敛性好。     

变压器感应滤波技术抑制HVDC谐波不稳定机理研究

高压直流输电系统(HVDC)当交直流侧发生谐振或者换流变压器铁芯饱和时,将产生谐波不稳定的现象.针对HVDC系统谐波不稳定现象发生的机理,提出采用感应滤波技术抑制谐波不稳定的方案,并且基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立基于感应滤波技术的高压直流输电仿真模型,计算了系统阻抗频率特性,并分析感应滤波技术对直流偏磁状态下...     

真实场景下换流变压器空冷换热器换热能力提升

为保障高压直流输电换流站内换流变压器的安全稳定运行,需明确影响换流变压器空冷换热器换热能力的主要因素,并对其影响机制开展深入研究。针对某北方高压直流输电换流站内换流变压器的空冷换热器,通过数值建模与计算分析,研究了真实场景下周围墙体对空冷换热器换热能力的影响规律,提出了能够提升换热能力的技术方案。结果表明,由于降噪墙及地面的影响,下侧换热器将旁侧换热器的部分出流热风吸入,从而使得其进风温度高于环境温度,整个换热器的实际换热量比理论值低19.7%;在空冷换热器与降噪墙的间距为1.2~2.2 m、相对高度为0.2~3.0 m时,存在最优位置使空冷换热器换热效果最佳,此时换热量相对原始位置增加4.8%。     

直流偏磁对变压器运行的影响及应对措施

随着国家对"西电东送"这一重大决策的实施,建设了一大批远距离大功率的输电线路,这些输电线路均采用直流输电的方式。但交、直流混合输电后会对电网和输变电设备产生不利的影响,例如会产生变压器中性点直流偏磁的现象,主要表现为变压器励磁电流、损耗和漏磁通增加,导致变压器局部过热甚至绝缘老化。首先介绍了直流偏磁的概念,在此基础上对直流偏磁产生的原因进行分析,同时探讨了直流偏磁对变压器运行的影响。最后提出了提出抑制直流偏磁的措施,认为较为可行的方法为中性点串接电容和中性点注入反向直流电流法,必要时还可降低变压器的运行工作点作为辅助手段。     

云广特高压直流换流变压器运行维护特性研究

通过总结±800 k V云广直流换流变压器自2010年4月~2015年8月出现的主要问题,利用油色谱数据分析换流变压器在运行过程中出现的具体问题,研究变压器油中特殊气体与换流变压器故障的对应关系,从而得到该直流换流变压器的故障判定规律。     

直流偏磁对换相失败的影响机理及定量分析方法

针对直流输电系统故障恢复过程中出现的异常换相失败现象,理论分析了换流变压器直流偏磁、换相电压波形畸变、异常换相失败三者之间的关系。以换相电压波形畸变为桥梁,提出了直流偏磁对换相失败影响的定量分析方法。根据采用某特高压直流输电系统实际工程参数建立的PSCAD/EMTDC仿真模型,应用所提方法分析了其故障恢复过程中异常换相失败,揭示了直流偏磁、电压畸变以及换相失败之间的内在联系并且量化了直流偏磁造成的换相电压谐波畸变对换相失败的影响,论证了方法的工程实用性。     

特高压直流换流阀TFM板发热原因分析及改造

换流阀是特高压直流输电系统中的关键设备,是换流站的"心脏",其作用是把交流电变换成直流电(称为整流),或者把直流电变换成交流电(称为逆变).TFM板是特高压用晶闸管换流阀的核心器件,其主要功能是实现阀控和换流阀之间信号的光电转换,完成对换流阀的触发、保护、状态检测等功能.而TFM板故障将直接影响直流系统的安全稳定运行.针对TFM板发热原因进行了分析,重点讨论了改造实施情况,并提出改进建议.     

直流偏磁增大换相失败风险的机理分析及仿真

对直流偏磁、电压畸变导致过零点漂移以及与换相失败的关系进行了分析,指出直流偏磁场景下换流变压器的励磁电流将发生畸变,使得变压器励磁电抗工作在非线性区域,不仅可能引起交流母线电压的畸变以及换相线电压过零点漂移,甚至可能增大换相失败的风险.基于所建立的中国南方电网交直流混联输电系统PSCAD/EMTDC仿真模型,对特高压直流输电双极平衡和大地-单极运行工况下同一故障场景的换相失败风险进行了仿真分析和对比,结果验证了理论分析的正确性.     

直流输电技术在我国的应用

电力技术的发展是从直流电开始的,早期的直流输电是不需要经过换流的直流输电,即发电、输电和用电均为直流电。由于直流输电具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点,因此在运、在建及规划建设中的直流输电工程已经和即将在西电东送、南北互供中承担主要送电任务,在未来全国联网中发挥重要作用。做好直流输电的研究、规划和建设是今后一段时间我国电网发展的重要任务。