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变压器直流偏磁风险分析与治理电子书

针对目前可能出现的不同变压器直流偏磁成因,介绍了直流偏磁产生的机理,并根据不同成因,提出具有针对性的直流偏磁风险评估方法、治理措施。

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作       者:丁国成

出  版  社:中国电力出版社有限公司

出版时间:2021-05-18

字       数:12.0万

所属分类: 科技 > 工业技术 > 一般工业技术

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本书结合±1100千伏昌吉-古泉、±800千伏灵绍、±800千伏雁淮等直流工程偏磁电流治理经验,主要针对目前直流偏磁问题现状及其带来的危害,分析了造成变压器直流偏磁的成因及故障机理,针对直流输电工程地极所造成的变压器直流偏磁,提出了风险评估的指标和评估方法,介绍了规划阶段避免或降低直流偏磁风险的两种方法,并对直流偏磁治理技术、相关装置及其对电力系统的影响情况做了系统的阐述。<br/>【推荐语】<br/>针对目前可能出现的不同变压器直流偏磁成因,介绍了直流偏磁产生的机理,并根据不同成因,提出具有针对性的直流偏磁风险评估方法、治理措施。<br/>【作者】<br/>丁国成,国网安徽省电力有限公司电力科学研究院高级工程师,2006年7月-2012年10月,电科院高压所电网监督兼变压器专责;2012年11月-2016年9月,电科院设备状态评价中心状态评价室主任;2016年9月-2019年4月,电科院设备状态评价中心副主任;2019年4月-,电科院设备发展安监部副主任。<br/>
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内容提要

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目录

1 概  述

1.1 我国电力系统发展概况

1.2 变压器直流偏磁危害

1.3 变压器直流偏磁典型事件

1.3.1 直流输电单极运行引起的直流偏磁事件

1.3.2 地磁暴引起的变压器直流偏磁事件

1.3.3 城市轨道交通引起的变压器直流偏磁事件

1.4 直流偏磁风险评估研究进展

1.4.1 地磁暴引起的直流偏磁风险评估

1.4.1.1 GIC计算理论研究现状

1.4.1.2 变压器GIC效应研究现状

1.4.1.3 电网灾害风险评估理论研究现状

1.4.2 直流输电单极运行引起的直流偏磁风险问题

1.4.3 城市轨道交通引起的直流偏磁风险问题研究现状

1.4.4 直流偏磁风险治理案例

1.5 直流偏磁风险评估依据与规范

1.5.1 直流偏磁风险评估依据

1.5.2 直流偏磁风险评估规范

2 多成因作用下的变压器直流偏磁机理

2.1 电网地磁暴灾害机理

2.1.1 地磁暴影响下电网故障过程

2.1.2 电网地磁暴灾害风险特点

2.1.3 电网磁暴灾害风险影响因素

1.地理位置

2.大地电性结构

3.电网参数与结构

4.电力设备

5.调度与控制策略

2.2 直流输电单极运行引起的变压器直流偏磁机理

2.2.1 地表电势法直流偏磁计算模型

2.2.2 场路耦合法直流偏磁计算模型

2.2.3 影响因素机理分析

2.2.4 中性点直流电流影响因素分析

2.2.5 影响因素的灵敏度分析

2.2.6 中性点直流预测方法

2.3 城市轨道交通引起的变压器直流偏磁机理

2.3.1 地铁运行杂散电流

2.3.2 单边供电方式下双列车杂散电流分布

2.3.3 多机车运行下地铁杂散电流特征

3 变压器直流偏磁效应

3.1 变压器直流偏磁无功损耗效应

3.1.1 变压器磁化特性

3.1.2 变压器直流偏磁无功损耗机理

3.1.3 变压器直流偏磁无功损耗计算模型

3.1.3.1 基于U-I曲线的直流偏磁无功损耗算法

3.1.3.2 基于GIC—K值的直流偏磁无功损耗算法

3.1.3.3 两种算法的比较

3.1.4 变压器直流偏磁无功损耗风险指标

3.2 变压器直流偏磁温升效应

3.2.1 变压器直流偏磁温升模型

3.2.2 变压器直流偏磁温升风险指标

3.3 变压器直流偏磁谐波效应

3.4 变压器直流偏磁噪声效应

3.4.1 磁致伸缩效应

3.4.1.1 硅钢片磁致伸缩特性的测量平台

3.4.1.2 正弦激励下磁致伸缩特性

3.4.1.3 直流偏磁下的磁致伸缩特性

3.4.1.4 磁致伸缩噪声计量

3.4.2 叠片铁芯振动特性

3.4.2.1 实验内容

3.4.2.2 实验结果分析

3.5 变压器直流偏磁无功损耗衍生效应

3.5.1 突变理论

3.5.2 系统变压器集群无功损耗及其等效

3.5.3 电压稳定性判断

3.5.3.1 计及磁暴扰动的系统电压模型

3.5.3.2 基于突变理论的电压稳定指标

3.5.4 案例分析

4 变压器直流偏磁风险评估

4.1 大地电阻率

4.1.1 大地电磁法测深

4.1.2 MT仪器与工作方法

4.1.3 MT数据处理

4.1.3.1 时间序列资料的再处理

4.1.3.2 原始视电阻率和相位曲线的预处理

4.1.3.3 反演方法选择

4.1.3.4 某电网大地电阻率测深实例

4.2 变压器直流偏磁风险评估指标

4.2.1 直流偏磁风险评估指标

1.地磁暴引起的变压器直流偏磁风险评估指标

2.直流输电单极运行引起的变压器直流偏磁风险评估指标

3.城市轨道交通引起的变压器直流偏磁风险评估指标

4.2.2 变压器直流偏磁风险评估流程

4.3 地磁暴作用下变压器直流偏磁风险评估方法

4.3.1 地磁暴作用下变压器直流偏磁—电网动态响应的关键问题

4.3.2 直流偏磁无功损耗—补偿装置动态交互过程

4.3.3 地磁暴影响—电网动态响应实现方式

4.4 直流输电单极运行方式下变压器直流偏磁风险评估方法

4.4.1 直流输电单极运行方式下变压器直流偏磁风险评估流程

4.4.2 案例分析

4.5 城市轨道交通导致的变压器直流偏磁风险评估方法

4.5.1 城市轨道交通导致的变压器直流偏磁风险评估关键问题

4.5.2 城市轨道交通变压器中性点偏磁电流计算

4.5.3 地铁运行直流偏磁风险评估流程

4.5.4 案例分析

5 变压器直流偏磁风险预防

5.1 特高压直流接地极选址与优化

5.1.1 优化模型

5.1.2 优化算法

5.1.3 优化方法

5.1.4 案例分析

5.1.4.1 双电压等级电力系统模型

5.1.4.2 实际工程案例

5.2 变压器直流偏磁评估分析

5.2.1 节点电压法

5.2.2 场路耦合法

5.3 变压器直流偏磁测试

5.3.1 变压器直流偏磁测试流程

5.3.2 直流偏磁测试系统

1.硬件装置配置与连接

2.软件功能与实现

3.通信规约

5.3.3 测试案例

5.4 变压器直流偏磁在线监测

5.4.1 变压器直流偏磁监测要求

5.4.2 变压器直流偏磁监测装置

5.4.2.1 直流偏磁监测装置工作原理

5.4.2.2 监测系统软件

5.4.2.3 监测系统工作流程

5.4.3 变电站直流偏磁监测系统

6 变压器直流偏磁风险治理与优化

6.1 变压器直流偏磁电容型隔直技术

6.1.1 采用氧化锌和快速开关作为旁路的电容型隔直装置

6.1.2 采用晶闸管和机械开关作为旁路的电容型隔直装置

6.1.3 采用双向晶闸管固态交流开关作为旁路的电容型隔直装置

6.2 变压器直流偏磁电阻型抑直技术

6.2.1 电阻型抑直装置

6.2.2 电阻型抑直装置应用案例

6.3 其他直流偏磁抑制技术

6.3.1 反向注入法

6.3.2 电位补偿法

6.3.3 阻容并联法

6.3.4 输电线路串联电容

6.3.5 变压器改造法

6.4 变压器直流偏磁优化治理方法

6.4.1 基于遗传算法的治理优化方法

6.4.1.1 基于遗传算法的直流偏磁优化治理模型

6.4.1.2 遗传算法求解偏磁直流治理优化模型

6.4.1.3 基于遗传算法的偏磁直流治理优化流程

6.4.1.4 优化案例

6.4.2 基于双目标粒子群算法的电阻型抑直装置优化配置

6.5 不同成因下直流偏磁电流治理建议

6.6 工程案例

1.直流接地极影响下的直流电流分布与治理

2.地磁暴影响下GIC分布与治理

7 直流偏磁治理装置对系统的影响

7.1 理论分析

7.2 仿真验证

7.3 工程应用

1.三绕组变压器中性点经小电抗接地

2.自耦变压器中性点经小电抗接地零序等值电路及零序电抗

3.中性点经电容接地后零序电抗和零序电流的变化

4.变压器中性点接地方式改变对继电保护影响的分析

参考文献

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