同址合建变电站和换流站变压器直流偏磁研究

摘要

交流变电站与高压直流换流站同址合建是新模式。同址合建站在节约用地、降低造价、减少运行维护费用方面具有明显优势，但交流变电站与直流换流站合建，换流站接地极的影响问题是否存在，同址合建站中变压器直流偏磁的原因可能来自哪些方面，接线方式对偏磁直流的水平和分布影响如何，主变和换流变直流偏磁谐波和无功特性及其对换流母线电压影响程度等问题都是需要研究和解决的。本文提出研究同址合建站的变压器直流偏磁问题。
　　 论文首先探讨了直流偏磁可能性、研究必要性以及直流偏磁途径，重点研究了接地极地电流和磁暴产生的GIC对同址合建站变压器造成的直流偏磁影响。研究了同址合建站变压器直流偏磁机理、直流电流流通路径以及站内接线方式对偏磁直流水平和分布影响，提出了基于超定线性方程组模型的直流电流计算方法。针对变压器直流偏磁谐波特点，研究了直流偏磁谐波在交直流侧的传递规律。利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了同址合建站仿真模型，对主变和换流变直流偏磁下的谐波和无功特性及其对换流母线电压的影响进行了仿真，分析了直流偏磁谐波对无功补偿电容器的影响。最后以宝鸡同址合建站为算例，对其直流偏磁影响进行了仿真分析，得出影响结论。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本论文主要工作

第2章 同址合建站变压器直流偏磁分析

2．1 同址合建站概况

2．1．1 特点和优势

2．1．2 工程实例

2．1．3 同址合建站变压器直流偏磁问题

2．2 同址合建站变压器直流偏磁原因

2．2．1 电流源型直流偏磁

2．2．2 电压源型直流偏磁

2．3 同址合建站变压器直流偏磁机理

2．3．1 变压器直流偏磁机理

2．3．2 变压器直流偏磁的谐波和无功特性

2．3．3 同址合建站变压器直流偏磁影响

2．4 本章小结

第3章 接线方式对直流电流水平和分布影响

3．1 直流电流在同址合建站流通路径

3．2 直流电流流通路径的理论分析

3．3 基于超定线性方程组模型的变压器中性点直流计算方法

3．3．1 超定线性方程组模型计算方法提出

3．3．2 直流电流流通路径的网络模型

3．3．3 回路电流法的超定线性方程组模型

3．3．4 节点电压法的超定线性方程组模型

3．3．5 最小二乘法求解

3．4 宝鸡同址合建站直流电流水平评估

3．4．1 变压器参数

3．4．2 变压器中性点直流电流水平评估

3．4．3 宝鸡同址合建站的GIC水平

3．5 本章小结

第4章 同址合建站内交、直流侧谐波传递

4．1 站内交、直流侧谐波分析

4．1．1 交流侧谐波分析

4．1．2 直流侧谐波分析

4．2 不计换相过程的交、直流侧谐波传递特性分析

4．3 考虑换相过程的交、直流侧谐波传递特性分析

4．4 本章小结

第5章 同址合建站变压器的直流偏磁仿真

5．1 仿真模型的建立

5．2 同址合建站变压器直流偏磁的谐波特性

5．2．1 直流偏磁下主变和换流变的励磁电流分析

5．2．2 直流偏磁下励磁电流谐波分析

5．2．3 励磁电流总谐波畸变率

5．2．4 换流母线电压畸变情况

5．3 直流偏磁的无功波动和换流母线的电压

5．4 算例分析

5．5 直流偏磁谐波对并联电容器的影响

5．5．1 影响机理

5．5．2 实例分析

5．6 本章小结

第6章 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢