CN115864338A - 一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法 - Google Patents
一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115864338A CN115864338A CN202211499091.9A CN202211499091A CN115864338A CN 115864338 A CN115864338 A CN 115864338A CN 202211499091 A CN202211499091 A CN 202211499091A CN 115864338 A CN115864338 A CN 115864338A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transformer
- current
- variable resistor
- rail transit
- neutral point
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法，包括以下步骤：S1、获取城市轨道交通附近电网网不同变压器中性点电流数据，筛选出受轨道交通杂散电流影响的变压器并标记为异常变压器；S2、在受轨道交通杂散电流影响的变压器中加入阻值范围为2‑4Ω的可变电阻；S3、控制可变电阻在地铁运行高峰期阻值达到最大值4Ω，非地铁运行高峰期阻值为3Ω，地铁停运期阻值为2Ω，地铁运行停运后不串入变压器中性点；S4、将S1中变电站中标记的异常变压器以及存在之前电气连接的正常运行中性点实施电流数据反馈给监测后台。本发明可有效降低流入变压器中性点的杂散电流，抑制城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁的影响。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域，涉及电力设备防护，为一种抑制城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁影响的方法。
背景技术
轨道交通杂散电流会经变压器中性点流入变压器绕组而产生直流偏磁，使变压器磁密度工作点发生偏移，由于绕组的直流电阻很小，直流磁势很大，会导致变压器铁芯进入磁滞曲线的饱和段，励磁电流的正负半周不对称，励磁电流中出现偶次谐波使变压器产生直流偏磁，严重危害电力系统的安全运行。直流偏磁会导致变压器机械振动增大；在振动增大的同时，也会导致变压器噪音增加、损耗增加、温升增加、谐波增大，严重时将损坏变压器，并影响城市电网安全与稳定运行。
目前变压器中性点直流抑制装置主要是两种。一种是电容型限流装置，一种是电阻型抑制装置。一般对隔直电容的要求是高电容、低容抗，隔直电容容量大会不利于低频电流的防治。轨道交通运行产生的偏磁电流大多是脉动的低频电流，在轨道交通偏磁电流的防治中较难用隔直电容进行防治。
轨道交通杂散电流给城市电网变压器带来了严重的偏磁影响，因此研究有效的抑制方法十分重要和迫切。
发明内容
本发明要解决的技术问题是城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁影响较大，为解决该技术问题本发明提供了一种一种抑制城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁影响的方法，在受城市轨道交通杂散电流影响的变压器中性点加装阻值范围为3-5Ω的可变电阻，将电流抑制在较小的范围内，从而达到抑制直流偏磁的作用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法，其特征在于在受城市轨道交通杂散电流影响的变压器中性点加装可变电阻，将电流抑制在较小的范围内，包括以下步骤：
S1、获取城市轨道交通附近电网网不同变压器中性点电流数据，筛选出受轨道交通杂散电流影响的变压器并标记为异常变压器；
S2、在受轨道交通杂散电流影响的变压器中加入阻值范围为2-4Ω的可变电阻；
S3、控制可变电阻在地铁运行高峰期阻值达到最大值4Ω，非地铁运行高峰期阻值为3Ω，地铁停运期阻值为2Ω，地铁运行停运后不串入变压器中性点；
S4、将S1中变电站中标记的异常变压器以及存在之前电气连接的正常运行中性点实施电流数据反馈给监测后台，便于运维人员后期处理。
进一步的，步骤S1具体为：收集附近地铁运行规律信息，基于变电站变压器出线图，在变压器中性点处安装电流互感器，对变压器中性点的电流数据以1秒为周期进行采集数据，将数据汇总，并将中性点电流大于6A的变压器标记为受轨道交通杂散电流影响的变压器。
进一步的，步骤S3具体为：在计算机终端平台中，编写控制程序，控制串入变压器中性点可变电阻控制开关的拨动，使可变电阻在地铁运行高峰期阻值达到最大值4Ω，非地铁运行高峰期阻值为3Ω，地铁停运期阻值为2Ω，地铁运行停运后不串入变压器中性点。
进一步的，步骤S4具体为：将变电站中标记的异常变压器以及存在之前电气连接的正常运行中性点实施电流数据反馈给监测后台，便于相关运维人员检测变压器是否正常运行，并且为后期可能存在的地铁线路增加而导致的其他变压器直流偏磁现象提供监测，以便及时在受城市轨道交通杂散电流影响的变压器中加入可变电阻装置。
本发明的有益效果为：本发明在受影响的变压器中加入可变电阻，减少了地铁运行不同时段对变压器中直流偏磁的影响，起到了抑制直流偏磁作用。选择小电阻能承受短时间的冲击过电压，不会对中性点的绝缘造成影响，长时间中性点串联小电阻会影响系统零序阻抗，选择串联可变电阻对系统零序阻抗影响小，提高了运行系统的稳定性。
附图说明
图1本发明抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法的流程图；
图2为本发明实施例设置电流激励时的空间电位分布图；
图3为本发明实施例JA站仿真模型示意图；
图4为本发明实施例变压器限流电阻值与中性点电流关系图；
图5为本发明实施例地铁运行不同时期可变电阻变化图。
具体实施方式
本发明为抑制城市轨道交通杂散电流对的直流偏磁的影响提供了方法。
下面对本发明的具体实施方式结合附图进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，本发明提出一种抑制城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁影响的方法流程图，包括以下步骤。
S1、获取城市轨道交通附近电网网不同变压器中性点电流数据，筛选出受轨道交通杂散电流影响的变压器并标记。
在本实施例中，所述步骤S1中，收集附近地铁运行相关信息，得出地铁运行时期的规律，分为地铁运行高峰期、地铁运行停运期、非地铁运行高峰期、地铁非运行时期。在地铁运行线路附近的电网变电站中，基于变电站变压器出线图，在变压器中性点处安装电流互感器，对变压器中性点的电流数据以1秒为周期进行采集数据，将数据汇总。根据《电力变压器技术规范第1部分：通用》中规定，中性点可能接地的变压器，高压相绕组至中性点在至少4A(500kV及以上变压器至少6A)直流偏磁电流作用下应满足变压器能在额定负荷下长时间运行，因此将中性点电流大于6A的变压器标记为受轨道交通杂散电流影响的变压器。表1为JA站主变中性点直流监测情况。
表1
JA站中性点偏磁电流大小与地铁的运行保持高度的时间同步性，地铁运行高峰期中性点直流最大，地铁运行非高峰期、地铁停运期的中性点直流明显减小，地铁停运后中性点直流几乎降至零(考虑仪器本身存在零漂)。当天不存在电网单极大地运行状态和地磁暴的发生，由此可以判断JA主变的中性点直流是由轨道交通杂散电流引起。
S2、在受轨道交通杂散电流影响的变压器中加入阻值范围为2-4Ω的可变电阻。
步骤S2中，目前变压器中性点直流抑制的装置主要是分为两种。一种是电容型限流装置，一种是电阻型抑制装置。一般对隔直电容的要求是高电容、低容抗，隔直电容容量大会不利于低频电流的防治。轨道交通运行产生的偏磁电流大多是脉动的低频电流，因此在轨道交通偏磁电流的防治中较难用隔直电容进行防治。所以这里选择电阻性抑制装置。轨道交通对变压器中性点电流大小主要取决于变电站之间电位差和线路传输电阻(中性点电阻、变压器高压侧与低压侧电阻、线路电阻)。由于变压器高压侧与低压侧电阻、线路电阻数量级较小(变压器绕组电阻较小、线路电阻0.0087Ω/Km)，因此增大中性点电阻可以有效抑制轨道交通的偏磁电流大小。而长时间中性点串联小电阻会影响系统零序阻抗，选择串联可变电阻对系统零序阻抗影响小，提高了运行系统的稳定性。轨道交通运行时列车位置处绝缘垫层发生破损时，入地杂散电流较大，为验证隔直电阻对偏磁电流的抑制作用，当设置电流激励200A时，其空间电位分布如图2所示，其影响范围相对较小。因此可看作只对附近变电站产生偏磁电流，由于出线端变电站距离轨道交通较远，可看为电位为0。在图3建立JA站仿真模型示意图，在不同限流电阻下，500KV变压器中性点电流如图3所示，中线点电流与限流电阻近似呈现反函数关系，随限流电阻增大，中性点电流下降，当限流电阻超过2Ω以后，对中性点直流的限制作用较大，因此选择可变电阻阻值范围为2-4Ω是一个比较合适的电阻值。
进一步的，收集城市电网中主要设备的参数信息，主要包括变压器的电气参数、电缆线路的电气参数、架空线路的电气参数进行等值电路计算，计算主要包括变压器等值电阻、电缆线路等值电阻、接地网等值接地电阻，其中架空线路按照公式
进行归算，其中RL为架空线路直流电阻归算值，rl代表架空线路的直流电阻率，Ll代表两个变电站之间监控线路的长度，Sl代表架空线路的横截面积，C代表每相分裂导线的数量，N代表输电线路回路数；变电站中的变压器按照公式/>
归算，其中RT为变压器直流电阻归算值，RP代表变压器三相直流电阻的平均值，NT代表变电站中具有接地系统的变压器数量；电缆按照公式/>
归算，其中RW代表电缆的归算值，rL代表电缆的直流电阻率,LL表示两个变电站间电缆长度，SW表示电缆的横截面积，N代表输电线路回路数。
进一步的，在标记的受影响的变压器中性点中串入上述阻值范围2-4的可变电阻。
S3、控制可变电阻在地铁运行高峰期阻值达到最大值4Ω，非地铁运行高峰期阻值为3Ω，地铁停运期阻值为2Ω，地铁运行停运后不串入变压器中性点。
具体的，步骤S3在计算机终端平台中，编写控制程序，控制可变电阻的阻值变化，如图4所示。使可变电阻的阻值在地铁运行高峰期阻值达到最大值4Ω，非地铁运行高峰期阻值为3Ω，地铁停运期阻值为2Ω，地铁运行停运后不串入变压器中性点。
进一步的，对加装可变电阻后中性点偏磁电流计算，比较加装可变电阻之后的效果，表2为加装前后进行的单相接地故障仿真中性点电流变化表。
表2
从表2可以看出，加装阻值范围为2-4Ω的可变电阻在地铁运行不同时段调节不同阻值，将电流抑制在较小的范围内，避免了由于长时间中性点串联小电阻影响到系统零序阻抗，选择串联可变电阻对系统零序阻抗影响小，提高了运行系统的稳定性，有效地降低流入变压器中性点的杂散电流，抑制城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁的影响。
S4、将S3中变电站中标记的异常变压器以及存在之前电气连接的正常运行中性点实施电流数据反馈给监测后台，便于运维人员后期处理。
步骤S4具体为将变电站中标记的异常变压器以及存在之前电气连接的正常运行中性点实施电流数据反馈给监测后台，便于相关运维人员检测变压器是否正常运行，并且为后期可能存在的地铁线路增加而导致的其他变压器直流偏磁现象提供监测，以便及时在受城市轨道交通杂散电流影响的变压器中加入可变电阻装置。
本发明在受影响的变压器中加入2-4Ω的可变电阻，减少了地铁运行不同时段对变压器中直流偏磁的影响，起到了抑制直流偏磁作用。选择小电阻能承受短时间的冲击过电压，不会对中性点的绝缘造成影响，长时间中性点串联小电阻会影响系统零序阻抗，选择串联可变电阻对系统零序阻抗影响小，提高了运行系统的稳定性。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法，其特征在于：在受城市轨道交通杂散电流影响的变压器中性点加装可变电阻，将电流抑制在较小的范围内，包括以下步骤：
S1、获取城市轨道交通附近电网网不同变压器中性点电流数据，筛选出受轨道交通杂散电流影响的变压器并标记为异常变压器；
S2、在受轨道交通杂散电流影响的变压器中加入阻值范围为2-4Ω的可变电阻；
S3、控制可变电阻在地铁运行高峰期阻值达到最大值4Ω，非地铁运行高峰期阻值为3Ω，地铁停运期阻值为2Ω，地铁运行停运后不串入变压器中性点；
S4、将S1中变电站中标记的异常变压器以及存在之前电气连接的正常运行中性点实施电流数据反馈给监测后台，便于运维人员后期处理。
2.根据权利要求1所述的抑制城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁影响的方法，其特征在于：步骤S1具体为：收集附近地铁运行规律信息，基于变电站变压器出线图，在变压器中性点处安装电流互感器，对变压器中性点的电流数据以1秒为周期进行采集数据，将数据汇总，并将中性点电流大于6A的变压器标记为受轨道交通杂散电流影响的变压器。
3.根据权利要求1所述的抑制城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁影响的方法，其特征在于：步骤S3具体为：在计算机终端平台中，编写控制程序，控制串入变压器中性点可变电阻控制开关的拨动，使可变电阻在地铁运行高峰期阻值达到最大值4Ω，非地铁运行高峰期阻值为3Ω，地铁停运期阻值为2Ω，地铁运行停运后不串入变压器中性点。
4.根据权利要求1所述的抑制城市轨道交通杂散电流对城市电网变压器直流偏磁影响的方法，其特征在于：步骤S4具体为：将变电站中标记的异常变压器以及存在之前电气连接的正常运行中性点实施电流数据反馈给监测后台，便于相关运维人员检测变压器是否正常运行，并且为后期可能存在的地铁线路增加而导致的其他变压器直流偏磁现象提供监测，以便及时在受城市轨道交通杂散电流影响的变压器中加入可变电阻装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211499091.9A CN115864338A (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211499091.9A CN115864338A (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115864338A true CN115864338A (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85667045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211499091.9A Pending CN115864338A (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115864338A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101710697A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-05-19 | 江苏省电力试验研究院有限公司 | 抑制变压器中性点直流电流的装置及方法 |
| CN108258682A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-06 | 内蒙古科技大学 | 一种电网地磁感应电流的控制方法及系统 |
| CN110855200A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-28 | 珠海蓝瑞盟电气有限公司 | 硬扛型变压器直流偏磁抑制装置 |
| CN111446708A (zh) * | 2019-01-17 | 2020-07-24 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种分级可调串电阻抑制电网gic装置与方法 |
| CN214958692U (zh) * | 2021-04-26 | 2021-11-30 | 金华电力设计院有限公司 | 一种电阻型直流偏磁抑制装置 |
| CN114784774A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-22 | 华东电力试验研究院有限公司 | 一种电力系统对地铁杂散电流的系统性防护方法 |
| CN115128511A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-30 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种城市电力系统变压器中性点电流监测方法及系统 |
-
2022
- 2022-11-28 CN CN202211499091.9A patent/CN115864338A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101710697A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-05-19 | 江苏省电力试验研究院有限公司 | 抑制变压器中性点直流电流的装置及方法 |
| CN108258682A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-06 | 内蒙古科技大学 | 一种电网地磁感应电流的控制方法及系统 |
| CN111446708A (zh) * | 2019-01-17 | 2020-07-24 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种分级可调串电阻抑制电网gic装置与方法 |
| CN110855200A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-28 | 珠海蓝瑞盟电气有限公司 | 硬扛型变压器直流偏磁抑制装置 |
| CN214958692U (zh) * | 2021-04-26 | 2021-11-30 | 金华电力设计院有限公司 | 一种电阻型直流偏磁抑制装置 |
| CN114784774A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-22 | 华东电力试验研究院有限公司 | 一种电力系统对地铁杂散电流的系统性防护方法 |
| CN115128511A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-30 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种城市电力系统变压器中性点电流监测方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Transient-voltage-based protection scheme for DC line faults in the multiterminal VSC-HVDC system | |
| Jia et al. | Transient high-frequency impedance comparison-based protection for flexible DC distribution systems | |
| CN102361321B (zh) | 110/220kV变压器中性点经小电抗接地的装置及其动模仿真方法 | |
| CN109283428B (zh) | 一种基于零序分量高阶差分变换的馈线出口处单相接地暂态量保护方法 | |
| CN103514320A (zh) | 一种多直流落点地区变压器直流偏磁的仿真方法 | |
| CN108832607B (zh) | 一种对称双极柔性直流工程换流站绝缘配合方法及系统 | |
| CN104319733A (zh) | 变压器中性点接阻抗装置及其多用途直流偏磁防护方法 | |
| Verdolin et al. | Induced overvoltages on an AC-DC hybrid transmission system | |
| CN104779602A (zh) | 基于有源逆变的谐振接地系统零序电压柔性控制方法 | |
| Hussein et al. | Suppression of geomagnetic induced current using controlled ground resistance of transformer | |
| Filipović-Grčić et al. | Application of line surge arresters for voltage uprating and compacting of overhead transmission lines | |
| Jia et al. | Amplitude comparison based pilot protection for renewable power teed line | |
| CN112069691A (zh) | 一种基于避雷器动作电流频带分析的配电网直击雷与感应雷辨识方法 | |
| CN106786470B (zh) | 一种电力网中性点柔性接地系统 | |
| CN106208018B (zh) | 一种空载变压器谐振过电压的抑制方法和装置 | |
| Tsao et al. | Analysis of ferroresonant overvoltages at Maanshan nuclear power station in Taiwan | |
| CN115864338A (zh) | 一种抑制城市轨道交通杂散电流对变压器直流偏磁影响的方法 | |
| Kusuma et al. | Evaluation of auto-reclose performance of 500kV transmission line with shunt reactor in Indonesia | |
| Gustavsen et al. | A case of abnormal overvoltages in a Petersen grounded 132-kV system caused by broken conductor | |
| Camm et al. | Wind power plant grounding, overvoltage protection, and insulation coordination: IEEE PES wind plant collector system design working group | |
| Walling | Overvoltage protection and arrester selection for large wind plants | |
| Varetsky et al. | Study of transient overvoltages on CSI adjustable speed drives under arcing SLGF in the industrial cable grid | |
| Zhang et al. | Study on submarine cable overvoltage impact test suppression measures | |
| CN113013860B (zh) | 换流阀过电压抑制方法及装置 | |
| Surges | Switching surges: Part iv-control and reduction on ac transmission lines |
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 |