[發(fā)明專利]降低地中直流對交流變電站影響的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910196117.0
• 申請日: 2009-09-22
• 公開（公告）號: CN102025144A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙文彬;楊凌輝;顧承昱;周行星;黃華;傅晨釗
• 申請（專利權）人: 華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02B5/00;H02B7/00
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發(fā)明涉及高壓直流輸電技術領域，特別涉及一種降低地中直流對交流變電站影響的方法。

背景技術

高壓及特高壓直流輸電正常運行狀態(tài)下直流線路工作于雙極運行方式，直流電流通過兩極的輸電線構成回路。但在系統(tǒng)調(diào)試、檢修或發(fā)生故障的情況下，高壓直流輸電會采用單極大地回線的運行方式。單極大地回線運行時地中電流場對電流流經(jīng)范圍環(huán)境會造成較大的影響。由于巨大的直流電流經(jīng)直流接地極流入大地，因而會在較大范圍內(nèi)造成地電位變化，這種地電位的變化，對于受影響地區(qū)的交流系統(tǒng)可能造成影響。尤其對于中性點直接接地的交流系統(tǒng)，將會使處于不同直流電位的變電站經(jīng)輸電線路、變壓器繞組構成直流回路，直流電流會經(jīng)變壓器中性點侵入變壓器繞組，引起變壓器的直流偏磁。變壓器出現(xiàn)直流偏磁后會出現(xiàn)噪聲增大，振動加劇等現(xiàn)象，還可能發(fā)生過熱，并造成交流電網(wǎng)的諧波畸變增大。直流輸電系統(tǒng)單極大地回線運行引發(fā)變壓器偏磁現(xiàn)象的基本原理可以用圖1示出，圖1坐標系中的曲線表示地表電位，圖中可以看出，A變電站到接地極的距離近于B變電站，自然A變電站的電位也就高于B變電站，圖中縱坐標表示地表電位，橫坐標表示變電站到接地極的距離，接地極的電流沿縱坐標方向。

直流系統(tǒng)單極大地運行時，地電位升高的現(xiàn)象導致變壓器噪聲增大威脅安全運行的事件，在我國電力系統(tǒng)中屢見報導。對于這種現(xiàn)象，國內(nèi)各電力科研的相關機構和大專院校都投入大量的人力進行研究。

針對直流問題，國內(nèi)外已經(jīng)有不少廠家研發(fā)出了直流抑制裝置，其主要作用原理為在變壓器中性點串聯(lián)抑制裝置，減少或阻斷回路中的直流成分，達到保護電氣設備的目的。根據(jù)抑制裝置的作用原理，可以將這些裝置采用的方法劃分為電阻法、反向注入法和電容隔直等三種方法。但這些裝置都屬于新型設備，運行經(jīng)驗不足，而且只能對某一處的設備進行保護，往往是治理了一處的問題又會引發(fā)新的問題。

實際上地中直流不僅僅會影響到接地極周圍的變電站，由于超高壓輸電線路電阻較小，當在某站實施直流抑制后，流過其他變電站的直流電流會顯著增大，嚴重時會對設備造成損害。所以使用直流抑制裝置只能抑制某處的地中直流，而無法消除地中直流對整個交流電網(wǎng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述提到的地中直流損害交流變電站的問題，本發(fā)明提供一種能夠降低地中直流對交流變電站影響的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種降低地中直流對交流變電站影響的方法，多個所述交流變電站皆位于高壓直流輸電系統(tǒng)單極大地回線運行時的影響范圍內(nèi)，所述方法包括以下步驟：獲取所述高壓直流輸電系統(tǒng)造成的直流地電位分布圖；利用現(xiàn)有的地質(zhì)資料，建立所述地中直流的流通路徑的三維模型；依據(jù)所獲取的電位分布圖和建立的地中直流的流通路徑的三維模型，改變所述高壓直流輸電系統(tǒng)內(nèi)的所述交流變電站的地中直流的流通路徑的拓撲結構，具體方法為給所述交流變電站敷設分流地線、在交流變電站地網(wǎng)之間創(chuàng)建電氣連接、改變電網(wǎng)分區(qū)運行方式或者延長直流電流的流通路徑。

可選的，使用直流地電位檢測裝置進行測量以及使用公式進行計算，從而得到所述電位分布圖，所述公式為：其中為電位，x為三維坐標，C為常數(shù)。

可選的，所述直流地電位檢測裝置包括變壓器中性點電流監(jiān)測模塊和直流電壓測量模塊。

可選的，所述地質(zhì)資料為地質(zhì)中各個層面的直流電阻。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明在獲取高壓直流輸電系統(tǒng)內(nèi)的電位分布圖和地中直流的流通路徑的三維模型的基礎上，采取改變地中直流的流通路徑的拓撲結構的方法，不但有效的降低了交流變電站所處位置的地中直流，而且無需增加額外的直流抑制裝置。

附圖說明

圖1為變壓器直流偏磁現(xiàn)象的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明降低地中直流對交流變電站影響的方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明降低地中直流對交流變電站影響的方法的流程圖，包括以下步驟：步驟11：獲取所述高壓直流輸電系統(tǒng)造成的直流地電位分布圖，交流變電站位于高壓直流輸電系統(tǒng)內(nèi)；步驟12：利用現(xiàn)有的地質(zhì)資料，建立所述地中直流的流通路徑的三維模型；步驟13：依據(jù)所獲取的電位分布圖和建立的地中直流的流通路徑的三維模型，改變所述高壓直流輸電系統(tǒng)內(nèi)的所述交流變電站的地中直流的流通路徑的拓撲結構，具體方法為給所述交流變電站敷設分流地線、在交流變電站地網(wǎng)之間創(chuàng)建電氣連接、改變電網(wǎng)分區(qū)運行方式或者延長直流電流的流通路徑。