[发明专利]一种消除直流工程接地极电流对交流系统影响的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种消除直流工程接地极电流对交流系统影响的试验方法，属于高压直流输电(HVDC)领域。 

背景技术

一般而言，高压直流输电系统有三种运行方式，双极运行方式、单极大地回线运行方式和单极金属回线运行方式。当直流输电系统单极大地回线运行时，输电系统换流站的接地极附近有直流电位，该电位由注入电流的大小和该处的土壤电阻率决定。当直流系统采用大地返回方式运行时，注入电流就是直流输送电流，而土壤电阻率越高，电位也越高，影响范围也就越广。直流接地极的高电位也作用在交流变电站的接地点上，在中性点接地的变压器中流过直流电流，相当于分流了部分直流输送电流，这部分直流电流通过交流变压器中性点注入变压器后，在交流变压器中形成直流偏磁。影响了交流变压器和系统的正常运行，对系统的影响如下： 

1.直流偏磁对交流变压器的影响 

变压器流过直流电流，在铁心中有了直流磁通，它与交流磁通叠加，使磁通发生偏移，如图1所示。平均磁通向偏移方向(图中为正向)增加，加重了正方向的饱和，使正方向励磁电流明显增大，负方向励磁电流减小，励磁电流正负半周明显不对称。 

2.在系统中产生谐波，威胁设备正常工作 

正负半波对称的周期性励磁电流中只含奇次谐波。由于直流偏磁的作用，使单方向极度饱和的变压器励磁电流中出现了偶次谐波。此时，变压器成了交流系统中的谐波源。谐波流入系统的后果是： 

1)滤波器过载；2)无功功率损耗增加；3)单相重合闸过程中潜供电流增加；4)断路器恢复电压增高。 

3.变压器振动和噪声增加 

变压器偏磁饱和的另一后果是引起噪声和振动。 

目前国内外抑制流入变压器中性点直流电流的方法有多种，主要是：1)在变压器中性点装设电阻，限制直流电流的大小；2)在输电线上装设串联电容补偿，阻断直流的通路；3)在变压器中性点注入与流入中性点的直流电流大小相等方向相反的电流。4)在变压器中性点装设电容，阻断直流电流。 

本发明的方法就是在直流输电工程系统调试过程中，为了解决直流系统单极大地回线运行方式下大负荷或额定负荷运行，以及单极运行金属接线方式与大地回线接线方式相互转换试验。本发明不同于其它方法之处在于第一次利用与本地区相近的直流双极不平衡运行方式来产生反向接地极入地电流，补偿本直流单极大地运行方式接地极入地电流对交流系统主变压器运行的影响，并成功地应用于直流工程系统调试试验，解决了直流输电工程建设中遇到的技术问题。 

发明内容

由于在大容量直流工程单极大地回线大负荷运行时，其接地极电流会影响到附近交流系统变电站变压器的正常运行，因此，本发明人为了克服这一运行方式带来的负面影响，在直流工程系统调试过程中，顺利完成直流单极大功率下金属/大地回线转换等试验项目，利用另外一直流工程双极不平衡运行方式来产生反向接地极入地电流，补偿本直流单极大地运行方式接地极入地电流对交流系统运行的影响，由此完成了本发明。此方法在直流输电工程接地极对交流系统影响这一复杂技术问题的试验研究方面具有独创性，得到的试验结果和测试数据可作为编制电网调度运行方式的重要依据。 

使用该方法圆满完成了直流系统单极大地回线下的大功率试验，包括单极直流输送额定功率水平下的大地/金属回线转换试验。在直流输电工程接地极对交流系统影响这一复杂技术问题的试验研究方面具有独创性。 

本发明的消除高压直流输电工程接地极电流对交流系统影响的方法，其特征在于利用另一直流双极不平衡运行，来产生反向接地极入地电流，补偿本直流单极大地运行方式接地极入地电流对交流系统运行的影响，其包括以下步骤： 

1、试验前，非被试直流系统直流负荷水平双极平衡运行，输送功率保持在大约一半额定输送功率水平，选择被试直流工程换流站附近的变电站主变中性点电流进行测量，并将该交流变压器投入运行； 

2、被试直流输电工程单极大地回线运行方式下解锁，以较慢的直流电流变化率上升电流，电流每上升200A，停留十分钟，在被试直流系统每级稳定电流水平下，对交流变电站主变运行进行各项测量工作，包括变压器噪声和中性点电流直流分量的测量；