直流輸電和磁暴引起變壓器直流偏磁的相關(guān)研究.pdf

1、我國交直流輸電建設(shè)加快，電網(wǎng)聯(lián)結(jié)日趨緊密，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也越來越堅(jiān)強(qiáng)，傳統(tǒng)上認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)越緊密，它的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性就越好。但國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明：面對(duì)直流輸電地電流和的地磁感應(yīng)電流威脅時(shí)，聯(lián)結(jié)緊密的電網(wǎng)反而更加脆弱。直流輸電采用單極大地回路方式運(yùn)行時(shí)，一部分大地回路電流從一端的變壓器接地的中性點(diǎn)流入電網(wǎng)，再從另一端變壓器接地點(diǎn)流出。磁暴發(fā)生時(shí)，變化的地球磁場在土壤電阻率較高地區(qū)可引發(fā)每公里幾伏到十幾伏的電勢差（Earth Surface Po

2、tential，ESP），這個(gè)電勢差也會(huì)在電網(wǎng)中形成一個(gè)頻率為0.001～0.1Hz的交流（準(zhǔn)直流）地磁感應(yīng)電流。流經(jīng)變壓器中性點(diǎn)的直流或準(zhǔn)直流電流會(huì)引起變壓器直流偏磁，導(dǎo)致變壓器不正常工作、損壞，甚至威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。直流輸電和磁暴已經(jīng)給國內(nèi)外交流電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來威脅，故分析它們引起的地表電位分布和可能流過變壓器中性點(diǎn)電流的大小很有必要。
　　 本文采用有限元方法，分析了直流輸電單極運(yùn)行時(shí)接地極附近的地表電位分布的特征

3、，并通過簡化的大地電阻率數(shù)學(xué)模型，定性地分析了多種情況（地形、大地各層電阻率、接地極設(shè)計(jì)和多個(gè)接地極共同作用）對(duì)地表電位分布的影響。另外由于大地導(dǎo)電條件復(fù)雜，傳統(tǒng)方法很難計(jì)算出有實(shí)際價(jià)值意義的可能流過變壓器中性點(diǎn)的電流值。根據(jù)等效阻抗的概念和逆向求解的思路，提出一種計(jì)算流過變壓器中性點(diǎn)直流電流的新方法。本文總結(jié)了已有的磁暴引起的ESP計(jì)算模型，而且探討了計(jì)算磁暴引起的ESP的有限元模型。變壓器直流偏磁是直流輸電和磁暴對(duì)電力系統(tǒng)最主要、最