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)也越來越堅強，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)驗教訓(xùn)表明：面對直流輸電地電流和的地磁感應(yīng)電流威脅時，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行時，一部分大地回路電流從一端的變壓器接地的中性點流入電網(wǎng)，再從另一端變壓器接地點流出。磁暴發(fā)生時，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），這個電勢差也會在電網(wǎng)中形成一個頻率為0.001～0.1Hz的交流（準(zhǔn)直流）地磁感應(yīng)電流。流經(jīng)變壓器中性點的直流或準(zhǔn)直流電流會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行時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)計和多個接地極共同作用）對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)方法很難計算出有實際價值意義的可能流過變壓器中性點的電流值。根據(jù)等效阻抗的概念和逆向求解的思路，提出一種計算流過變壓器中性點直流電流的新方法。本文總結(jié)了已有的磁暴引起的ESP計算模型，而且探討了計算磁暴引起的ESP的有限元模型。變壓器直流偏磁是直流輸電和磁暴對電力系統(tǒng)最主要、最