CN109149542B - 一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法 - Google Patents
一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109149542B CN109149542B CN201811223028.6A CN201811223028A CN109149542B CN 109149542 B CN109149542 B CN 109149542B CN 201811223028 A CN201811223028 A CN 201811223028A CN 109149542 B CN109149542 B CN 109149542B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substation
- resistance
- bias current
- sensitivity
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法，包括：搭建仿真模型，进行计算网架的建模，计算得到地中直流电流在各变电站的分布情况；选择直流电流超过10A的变电站，进行直流偏磁治理；在所选的变电站中性点串接3Ω小电阻，按照单一变量原则，每次只改变一个变电站串接的电阻为3.5Ω，得到其对于其他变电站偏磁电流影响的灵敏度；将各站灵敏度依次排序，依灵敏度从高到低的次序对变电站串接电阻进行选择，最终确定各变电站中性点串接的小电阻阻值。本发明可以减少各变电站中性点串接电阻的相互干扰，减小总的流入交流电网的偏磁电流。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电直流偏磁抑制技术领域，尤其是一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法。
背景技术
高压及特高压直流输电正常运行状态下，直流线路工作于双极运行方式，直流电流通过两极的输电线构成回路，但在系统调试、检修或发生故障的情况下，高压直流输电会采用单极大地回路的运行方式。单极大地回路运行时地中电流场对电流流经范围环境会造成较大的影响，由于巨大的直流电流经直流接地极流入大地，因而会在造成较大范围的内地电位变化，这种地电位的变化，对于受影响地区的交流系统可能造成影响。尤其对于中性点接地的交流系统，将会使处于不同直流电位的变电站经输电线路、变压器绕组构成直流回路，直流电流会经变压器中性点侵入变压器绕组，引起变压器的直流偏磁。
对于直流系统单极大地运行时，地电位升高的现象导致变压器噪声增大威胁安全运行的事件，在我国电力系统中屡见报导。对于这种现象，国内各电力科研的相关机构和大专院校都投入大量的人力进行研究，研究情况集中在两个方面，一方面研究直流系统单极大地运行时地表电位，电流的分布情况；另一方面研究直流对变压器等线圈类设备的影响与抑制方法。在现有的抑制方法中变压器中性点直流抑制装置的思路很多，包括中性点串接电阻法、中性点串接电容法、抑制直流法、线路串电容法以及增加变压器接地点等。其中中性点串接电阻法有良好的经济优势，同时不影响电网结构；但在一个站串接小电阻后，可能导致其余站点偏磁电流的增加，所以如何优化各变电站中性点串接小电阻配置具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过各站串接电阻的灵敏度分析，经过合理的优化来配置各站电阻阻值分配来抑制各变电站中性点直流电流，保证变压器的安全稳定运行的用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法，该方法包括下列顺序的步骤：
(1)搭建仿真模型，依据收集得到的变电站地网、主变、接地极的导体半径、段数目、导体类型和涂层类型参数，进行计算网架的建模，计算得到地中直流电流在各变电站的分布情况；
(2)选择直流电流超过10A的变电站，进行直流偏磁治理；
(3)在所选的变电站中性点串接3Ω小电阻，按照单一变量原则，每次只改变一个变电站串接的电阻为3.5Ω，得到其对于其他变电站偏磁电流影响的灵敏度；
(4)将各站灵敏度依次排序，依灵敏度从高到低的次序对变电站串接电阻进行选择，最终确定各变电站中性点串接的小电阻阻值。
在所述步骤(1)中，接地网的生成，是通过GSE软件输入土壤电阻率和接地电阻，来获得各站的高密度接地网的面积；主变建模，是在SESCAD软件中将7台主变依次画在地网中间，同时画出高中压三相绕组，并且绕组与主变中性点相连；接地极建模，利用接地极原始设计参数，在SESCAD中画出；在搭建完仿真模型后，利用SESCAD程序自检，查看模型是否存在短段、导体重叠、悬空节点、网络间隙缺陷，在完成仿真模型自检后，利用分析软件进行偏磁电流分布计算。
在所述步骤(2)中，在完成地中偏磁电流分布计算后，对于偏磁电流大于10A的变电站进行筛选，进行偏磁治理工作。
在所述步骤(3)中，在筛选出来的需要治理的变电站中性点串接3Ω电阻，再次计算得到各站偏磁电流Ii，按照单一变量原则，每次只改变一个变电站的串接电阻为3.5Ω，然后重新计算得到地中偏磁电流在各站的分布Iij，i为电阻不变的变电站，j为修改电阻的变电站，由偏磁电流计算得到电阻改变变电站对其余变电站的灵敏度系数：
将所有需要考虑的变电站的灵敏度系数相加得：
αj＝∑αi
j为改变电阻的变电站。
在所述步骤(4)中，将得到的各站修改电阻后对其余变电站偏磁电流影响的灵敏度系数由高到低进行排序，先对灵敏度系数较高的变电站串接电阻进行偏磁抑制，然后依灵敏度顺序依次进行，最终完成电阻抑制偏磁电流的优化选择。
由上述技术方案可知，本发明的优点在于：第一，本发明可以减少各变电站中性点串接电阻的相互干扰，减小总的流入交流电网的偏磁电流；第二，串联电阻法较串联电容法、反向注入法有较好的经济优势，同时可以保证电网结构的不变性；第三，在传统方法中，大多通过寻优的方式考虑串接电阻的优化配置，但是对于不同大小的入地电流，寻优可能有多种解，不具有唯一性；通过灵敏度系数法，考虑了站点之间相互影响的紧密程度，对于不同工况情况下的偏磁抑制有良好的适用性。
附图说明
图1为发明的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法，该方法包括下列顺序的步骤：
(1)搭建仿真模型，依据收集得到的变电站地网、主变、接地极的导体半径、段数目、导体类型和涂层类型参数，进行计算网架的建模，计算得到地中直流电流在各变电站的分布情况；
(2)选择直流电流超过10A的变电站，进行直流偏磁治理；
(3)在所选的变电站中性点串接3Ω小电阻，按照单一变量原则，每次只改变一个变电站串接的电阻为3.5Ω，得到其对于其他变电站偏磁电流影响的灵敏度；
(4)将各站灵敏度依次排序，依灵敏度从高到低的次序对变电站串接电阻进行选择，最终确定各变电站中性点串接的小电阻阻值。
在所述步骤(1)中，接地网的生成，是通过GSE软件输入土壤电阻率和接地电阻，来获得各站的高密度接地网的面积；主变建模，是在SESCAD软件中将7台主变依次画在地网中间，同时画出高中压三相绕组，并且绕组与主变中性点相连；接地极建模，利用接地极原始设计参数，在SESCAD中画出；在搭建完仿真模型后，利用SESCAD程序自检，查看模型是否存在短段、导体重叠、悬空节点、网络间隙缺陷，在完成仿真模型自检后，利用分析软件进行偏磁电流分布计算。
在所述步骤(2)中，在完成地中偏磁电流分布计算后，对于偏磁电流大于10A的变电站进行筛选，进行偏磁治理工作。
在所述步骤(3)中，在筛选出来的需要治理的变电站中性点串接3Ω电阻，再次计算得到各站偏磁电流Ii，按照单一变量原则，每次只改变一个变电站的串接电阻为3.5Ω，然后重新计算得到地中偏磁电流在各站的分布Iij，i为电阻不变的变电站，j为修改电阻的变电站，由偏磁电流计算得到电阻改变变电站对其余变电站的灵敏度系数：
将所有需要考虑的变电站的灵敏度系数相加得：
αj＝∑αi
j为改变电阻的变电站。
在所述步骤(4)中，将得到的各站修改电阻后对其余变电站偏磁电流影响的灵敏度系数由高到低进行排序，先对灵敏度系数较高的变电站串接电阻进行偏磁抑制，然后依灵敏度顺序依次进行，最终完成电阻抑制偏磁电流的优化选择。
综上所述，本发明利用分析软件，获得地中直流的分布情况；对于流入变电站中性点直流电流超过10A的，进行直流偏磁治理，先是对所有直流电流超标的变电站中性点串接3Ω的小电阻，在按照单一变量原则，每次修改一个变电站的串接小电阻为3.5Ω，获得各站串接小电阻后对其余变电站偏磁电流影响灵敏度；得到各站电阻的灵敏度后依次排序，从高到低，依次对各变电站串接的小电阻进行优选。
Claims (4)
1.一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法，该方法包括下列顺序的步骤：
(1)搭建仿真模型，依据收集得到的变电站地网、主变、接地极的导体半径、段数目、导体类型和涂层类型参数，进行计算网架的建模，计算得到地中直流电流在各变电站的分布情况；
(2)选择直流电流超过10A的变电站，进行直流偏磁治理；
(3)在所选的变电站中性点串接3Ω小电阻，按照单一变量原则，每次只改变一个变电站串接的电阻为3.5Ω，得到其对于其他变电站偏磁电流影响的灵敏度；
(4)将各站灵敏度依次排序，依灵敏度从高到低的次序对变电站串接电阻进行选择，最终确定各变电站中性点串接的小电阻阻值；
在所述步骤(1)中，接地网的生成，是通过GSE软件输入土壤电阻率和接地电阻，来获得各站的高密度接地网的面积；主变建模，是在SESCAD软件中将7台主变依次画在地网中间，同时画出高中压三相绕组，并且绕组与主变中性点相连；接地极建模，利用接地极原始设计参数，在SESCAD中画出；在搭建完仿真模型后，利用SESCAD程序自检，查看模型是否存在短段、导体重叠、悬空节点、网络间隙缺陷，在完成仿真模型自检后，利用分析软件进行偏磁电流分布计算。
2.根据权利要求1所述的用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，在完成地中偏磁电流分布计算后，对于偏磁电流大于10A的变电站进行筛选，进行偏磁治理工作。
3.根据权利要求1所述的用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，在筛选出来的需要治理的变电站中性点串接3Ω电阻，再次计算得到各站偏磁电流Ii，按照单一变量原则，每次只改变一个变电站的串接电阻为3.5Ω，然后重新计算得到地中偏磁电流在各站的分布Iij，i为电阻不变的变电站，j为修改电阻的变电站，由偏磁电流计算得到电阻改变变电站对其余变电站的灵敏度系数：
将所有需要考虑的变电站的灵敏度系数相加得：
αj＝∑αi
j为改变电阻的变电站。
4.根据权利要求1所述的用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，将得到的各站修改电阻后对其余变电站偏磁电流影响的灵敏度系数由高到低进行排序，先对灵敏度系数较高的变电站串接电阻进行偏磁抑制，然后依灵敏度顺序依次进行，最终完成电阻抑制偏磁电流的优化选择。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811223028.6A CN109149542B (zh) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811223028.6A CN109149542B (zh) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109149542A CN109149542A (zh) | 2019-01-04 |
| CN109149542B true CN109149542B (zh) | 2019-08-30 |
Family
ID=64809060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811223028.6A Active CN109149542B (zh) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109149542B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111508675B (zh) * | 2020-04-26 | 2021-11-02 | 国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 | 一种电阻型偏磁治理装置内部电阻器及其设计方法 |
| CN115189480B (zh) * | 2022-09-08 | 2022-12-09 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 基于多源协调的变压器自适应型直流偏磁调节系统及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103514320A (zh) * | 2013-07-25 | 2014-01-15 | 国家电网公司 | 一种多直流落点地区变压器直流偏磁的仿真方法 |
| CN107453341A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-12-08 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种抑制变压器直流偏磁的电阻网络优化配置方法 |
| CN108010693A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-08 | 华北电力大学 | 变压器直流偏磁的抑制方法及装置 |
| CN108521114A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-09-11 | 四川大学 | 一种变压器中性点电容隔直装置的优化配置方法 |
-
2018
- 2018-10-19 CN CN201811223028.6A patent/CN109149542B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103514320A (zh) * | 2013-07-25 | 2014-01-15 | 国家电网公司 | 一种多直流落点地区变压器直流偏磁的仿真方法 |
| CN107453341A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-12-08 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种抑制变压器直流偏磁的电阻网络优化配置方法 |
| CN108010693A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-08 | 华北电力大学 | 变压器直流偏磁的抑制方法及装置 |
| CN108521114A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-09-11 | 四川大学 | 一种变压器中性点电容隔直装置的优化配置方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 用于抑制大型电力变压器直流偏磁的接地电阻优化配置;马玉龙等;《电网技术》;20060228;第30卷(第3期);第62-65页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109149542A (zh) | 2019-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104237731B (zh) | 基于eemd与能量法的谐振接地配电网单相接地故障选线方法 | |
| Wang et al. | Nonlinear modeling analysis and arc high-impedance faults detection in active distribution networks with neutral grounding via Petersen coil | |
| CN109149542B (zh) | 一种用于抑制直流偏磁电流的电阻优化选择方法 | |
| Mokhtari et al. | An improved circuit-based model of a grounding electrode by considering the current rate of rise and soil ionization factors | |
| CN104977499B (zh) | 一种小电流接地系统单相接地故障选线方法 | |
| CN102944806A (zh) | 一种基于零序电流极性比较的谐振接地系统选线方法 | |
| Vita et al. | The impact of distributed generation to the lightning protection of modern distribution lines | |
| CN109596945A (zh) | 一种基于相关系数向量相似程度的配电网故障选线新方法 | |
| CN112711865A (zh) | 一种输电线路感应电仿真精细化建模方法 | |
| CN109299564A (zh) | 变压器偏磁电流仿真计算过程中温度因素影响的修正方法 | |
| CN109149563A (zh) | 一种确定交流电网中杂散电流值的方法 | |
| Naxakis et al. | Performance of an installed lightning protection system in a photovoltaic park | |
| Shahrtash et al. | High impedance fault detection using harmonics energy decision tree algorithm | |
| Wang et al. | A survey on faulty line selection technology for single-phase-to-ground fault in China | |
| CN115598461A (zh) | 一种小电流线路故障类型判断方法 | |
| CN108599129A (zh) | 一种自耗能型线路综合防雷装置 | |
| CN112183004B (zh) | 一种基于cdegs的电网感应电压分析方法 | |
| CN208299437U (zh) | 一种自耗能型线路综合防雷装置 | |
| Kolcio et al. | Transient overvoltages and overcurrents on 12.47 kV distribution lines: Computer modeling results | |
| Shaban | Metal oxide surge arrester: A tool for lightning stroke analysis | |
| Nugroho et al. | An Investigation of Direct Grounding System Effect on Modeling of Lightning and Tower in Transmission Line | |
| Yutthagowith et al. | Transient equivalent circuit of a horizontal grounding electrode | |
| Karami et al. | Study of Atmospheric Discharge Effects in Distribution Networks with a Novel Residential Buildings Protection Approach | |
| Jiang et al. | Pilot protection scheme for pole-to-ground fault in DC distribution network | |
| Liu et al. | A novel protection for HVDC transmission lines based on current ratio of DC filter and smoothing reactor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |