双流制供电线路变压器直流偏磁问题研究

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作者 李雪飞 孙文斌 +2 位作者 关超 代骏 刘炜 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第2期21-26,共6页

[目的]为保障双流制线路中牵引变压器的安全性,防止因直流偏磁电流过大而引起变压器振动和绕组温升增加,进而导致变压器励磁电流畸变严重的问题,有必要研究双流制供电线路变压器的直流偏磁程度。[方法]介绍了双流制线路变压器直流偏磁问... [目的]为保障双流制线路中牵引变压器的安全性,防止因直流偏磁电流过大而引起变压器振动和绕组温升增加,进而导致变压器励磁电流畸变严重的问题,有必要研究双流制供电线路变压器的直流偏磁程度。[方法]介绍了双流制线路变压器直流偏磁问题;将线路划分为不同小段,将直流区段列车视为功率源,交流区段列车和牵引变压器均视为电阻,建立双流制系统链式电路模型。采用连续线性潮流计算方法,计算某双流制线路交流区段变压器的直流偏磁电流,并将其与实测数据进行对比,验证所提计算方法的有效性与准确性。[结果及结论]变压器的直流偏磁电流在某些时刻严重超标。所提计算方法具有导纳矩阵阶数最低、计算速度快等特点,适用于双流制线路变压器的直流偏磁电流动态计算。 展开更多

关键词 轨道交通 双流制线路 变压器直流偏磁

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地铁杂散电流引起变压器直流偏磁抑制方法 被引量：3

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作者 程新翔 喻锟 +3 位作者 曾祥君 倪砚茹 唐雨杭 韩炜 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1700-1710,I0085,共12页

针对城市地铁运行时泄漏的杂散电流会引起沿线变压器直流偏磁问题,提出一种基于碳化硅PiN二极管的偏磁抑制方法。首先,建立杂散电流分布模型并采集现场地电位实测数据,明晰了地铁运行下城区整体大地电位的数值分布特点。然后利用碳化硅... 针对城市地铁运行时泄漏的杂散电流会引起沿线变压器直流偏磁问题,提出一种基于碳化硅PiN二极管的偏磁抑制方法。首先,建立杂散电流分布模型并采集现场地电位实测数据,明晰了地铁运行下城区整体大地电位的数值分布特点。然后利用碳化硅PiN二极管在直流电压和故障电流下的电压阻断能力及电流导通特性,提出了基于碳化硅PiN二极管的变压器直流偏磁抑制电路结构与工作流程。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了城市电网110kV变电站主变直流偏磁仿真模型,验证了偏磁抑制方法故障电流导通能力和偏磁直流抑制效果。仿真结果表明:电网故障时,偏磁抑制方法瞬时导通,继电保护迅速动作跳闸;变压器实施偏磁抑制后,中性点直流电流被阻隔,磁滞回线、一次侧绕组电流及励磁电流畸变率降低,直流偏磁得到有效抑制。 展开更多

关键词 杂散电流 地表电位 变压器直流偏磁 碳化硅二极管 偏磁抑制

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地铁杂散电流对变压器直流偏磁的影响分析 被引量：4

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作者 周展帆 严宇 +5 位作者 于艺盛 倪砚茹 程新翔 喻锟 曾祥君 唐雨杭 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期134-143,共10页

地铁运行过程中泄漏的杂散电流引起地电位波动变化,易导致附近接地变压器出现直流偏磁现象。为解决此类问题,首先,建立了地铁运行等值电阻网络模型,实现杂散电流实时数值计算;然后,进一步推导了杂散电流场位方程,实现地铁机车运行时附... 地铁运行过程中泄漏的杂散电流引起地电位波动变化,易导致附近接地变压器出现直流偏磁现象。为解决此类问题,首先,建立了地铁运行等值电阻网络模型,实现杂散电流实时数值计算;然后,进一步推导了杂散电流场位方程,实现地铁机车运行时附近大地电位空间分布的动态模拟;最后,基于杂散电流引起的大地电位分布结果与交流电网的等效直流电阻模型,实现接地变压器偏磁直流和励磁电流的数值计算,建立中性点直流量和波形畸变率偏移度评判指标,可有效评估变压器直流偏磁程度。仿真结果表明,机车运行工况及机车间距对变压器直流偏磁影响明显,制定合理的地铁运行策略可有效削弱附近变电站直流偏磁干扰。 展开更多

关键词 地铁 杂散电流 地表电位 变压器直流偏磁 变压器中性点电流

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基于瞬态场路耦合模型的变压器直流偏磁计算 被引量：53

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作者 潘超 王泽忠 +3 位作者 李海龙 刘连光 张科 郭若颖 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期174-181,共8页

利用变压器瞬态场路耦合模型,计算单相变压器的直流偏磁问题。对比在一次侧和二次侧注入直流时变压器的直流偏磁情况,结果说明两种注入方式下交流电流的波形基本相同。分析变压器直流偏磁时交流磁场和电路等效参数的变化,变压器直流偏... 利用变压器瞬态场路耦合模型,计算单相变压器的直流偏磁问题。对比在一次侧和二次侧注入直流时变压器的直流偏磁情况,结果说明两种注入方式下交流电流的波形基本相同。分析变压器直流偏磁时交流磁场和电路等效参数的变化,变压器直流偏磁时励磁电流波形畸变,其峰值与各次谐波含量均随直流电流增大而增加;动态电感取决于励磁的饱和程度,其波形在交流励磁的正负半周并不对称,两种运行方式下场路耦合参数受直流影响的变化规律相同。负载运行直流偏磁时动态漏电感波形畸变,外侧一次绕组的漏磁通增大。当直流电流超过一定值时,变压器发生偏磁时的励磁电流峰值与直流电流近似呈线性关系。最后,通过实验验证了瞬态场路耦合方法的准确性和可行性,为变压器直流偏磁计算提供新方法。 展开更多

关键词 变压器直流偏磁 瞬态场路耦合 注入方式 动态电感

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变压器直流偏磁瞬态场路耦合计算的稳定性分析 被引量：15

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作者 潘超 王泽忠 +1 位作者 杨敬瑀 刘连光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期226-232,239,共8页

变压器瞬态场路耦合计算存在稳定性、计算效率及精确度的问题。利用瞬态场路耦合方法,结合能量扰动原理计算磁场变化对应的动态电感。根据四阶龙格库塔法求解的高阶收敛性,推导绝对稳定域以判断计算是否收敛,分析时间步长与状态矩阵特... 变压器瞬态场路耦合计算存在稳定性、计算效率及精确度的问题。利用瞬态场路耦合方法,结合能量扰动原理计算磁场变化对应的动态电感。根据四阶龙格库塔法求解的高阶收敛性,推导绝对稳定域以判断计算是否收敛,分析时间步长与状态矩阵特征值的关系,定义电感变化函数评价磁场计算精确度。对单相变压器建模和仿真,计算正常运行和直流偏磁时的瞬态磁场和等效电路参数,研究耦合参数在不同励磁饱和程度时的变化规律,结果说明利用动态电感参数可以反映时变的励磁饱和情况。与传统欧拉法和改进欧拉法对比,四阶龙格库塔法具有更高的稳定性和精确性,同时验证了绝对稳定域的正确性。以稳定性为前提,合理选取磁场求解频率可以有效提高计算效率和精确度。通过实验验证了瞬态场路耦合计算的可行性和稳定性分析的可靠性,为实际变压器瞬态场路计算提供新的思路。 展开更多

关键词 变压器直流偏磁 瞬态场路耦合 稳定性 动态电感

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变压器直流偏磁对无功功率影响的仿真分析 被引量：6

6

作者 乔峰 何英发 +5 位作者 翁汉琍 林湘宁 李正天 丁苏阳 胡欢 郭倩雯 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2016年第4期102-108,共7页

直流输电线路处于单极大地运行方式时,其接地极向大地注入幅值高达几千安培的直流电流。该直流电流通过由中性点接地变压器和变压器间的交流线路构成的直流通道侵入交流系统,增加变压器无功功率消耗,占用变电站无功补偿设备的容量,影响... 直流输电线路处于单极大地运行方式时,其接地极向大地注入幅值高达几千安培的直流电流。该直流电流通过由中性点接地变压器和变压器间的交流线路构成的直流通道侵入交流系统,增加变压器无功功率消耗,占用变电站无功补偿设备的容量,影响电网的正常运行。基于PSCAD仿真软件,搭建典型变电站系统在直流偏磁工况下的仿真模型,对不同偏磁电流注入下变压器励磁电流变化和无功功率消耗情况进行定量仿真分析。仿真结果表明:随着注入直流偏磁电流的增加,变压器励磁电流畸变程度愈发严重,其消耗的无功功率急剧增高,对电网的无功平衡和电压调节产生极为不利的影响。该结果对直流偏磁无功功率特性以及直流偏磁工况下短路电压支持能力的研究具有参考价值。 展开更多

关键词 高压直流输电 变压器直流偏磁 励磁电流 无功功率

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考虑地铁杂散电流影响的变压器直流偏磁电流建模方法 被引量：23

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作者 彭平 曾祥君 +4 位作者 倪砚茹 喻锟 冷阳 周卫华 谢耀恒 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2021年第1期192-198,共7页

地铁杂散电流会由土壤中的接地网流经变压器中性点从而引发变压器直流偏磁现象。为研究地铁杂散电流对变压器直流偏磁的作用机理,从地铁牵引电流、"钢轨—排流网—大地"杂散电流泄露路径、直流偏磁电流回路三方面等效考虑,搭... 地铁杂散电流会由土壤中的接地网流经变压器中性点从而引发变压器直流偏磁现象。为研究地铁杂散电流对变压器直流偏磁的作用机理,从地铁牵引电流、"钢轨—排流网—大地"杂散电流泄露路径、直流偏磁电流回路三方面等效考虑,搭建杂散电流引起变压器直流偏磁的电阻模型,建立变压器中性点电流随时间、地铁位置变化的动态方程,以LU分解求解得到地铁沿线流经变压器中性点的杂散电流。利用CDEGS搭建地铁运行与变压器仿真模型,对比分析变压器中性点电流的仿真结果与所提建模方法的计算结果,所搭模型误差小,能够准确计算流经变压器中性点的杂散直流量,可有效应用于变压器受地铁杂散电流引发直流偏磁的影响分析。 展开更多

关键词 地铁 杂散电流 变压器直流偏磁 变压器中性点电流

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地铁杂散电流引起变压器直流偏磁电流的相关性分析 被引量：20

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作者 倪砚茹 喻锟 +4 位作者 曾祥君 冷阳 彭平 周卫华 谢耀恒 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2021年第6期136-143,共8页

地铁运行过程中泄露的杂散电流导致附近地表电位发生改变,使各个接地变压器处于不同的地电位上,引发变压器的直流偏磁。为探究地铁杂散电流引起变压器直流偏磁电流之间的数值关系,针对地铁的双端供电模式的运行环境,研究地铁供电系统中... 地铁运行过程中泄露的杂散电流导致附近地表电位发生改变,使各个接地变压器处于不同的地电位上,引发变压器的直流偏磁。为探究地铁杂散电流引起变压器直流偏磁电流之间的数值关系,针对地铁的双端供电模式的运行环境,研究地铁供电系统中杂散电流泄露方式与引起变压器直流偏磁的流通路径,揭示地铁运行过程中变压器直流偏磁的产生机理;基于双端供电的杂散电流分布离散模型,考虑杂散电流的泄露路径对变压器直流偏磁的作用机理,搭建杂散电流引起变压器直流偏磁电流的等效电阻模型,建立变压器直流偏磁电流随地铁运行工况变化的计算方程,实现由杂散电流引起的沿线变压器中性点直流电流的数值分析与计算;利用CDEGS仿真模型验证该模型的有效性,能够准确计算地铁站附近的变压器中性点直流偏磁电流,对地铁站、变电站的规划建设具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 地铁牵引供电系统 地铁杂散电流 地表电位 变压器直流偏磁电流

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基于故障诊断加强电力变压器安全管理--评《变压器直流偏磁风险分析与治理》 被引量：4

9

作者 李明轩 杨柱石 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期233-233,共1页

书名:变压器直流偏磁风险分析与治理作者:丁国成等ISBN:9787519854690出版社:中国电力出版社出版时间:2021年3月定价:75元电力是维持当今社会生产生活能源需求的基础能源,变压器通过调节电压维持电压稳定,实现可持续输电,既起到更好地... 书名:变压器直流偏磁风险分析与治理作者:丁国成等ISBN:9787519854690出版社:中国电力出版社出版时间:2021年3月定价:75元电力是维持当今社会生产生活能源需求的基础能源,变压器通过调节电压维持电压稳定,实现可持续输电,既起到更好地保护电力用户用电安全目的,也起到安全隔离作用。变压器作为一种特殊电力设备,其危险性较高。 展开更多

关键词 电力变压器 调节电压 电力设备 变压器直流偏磁 中国电力出版社 能源需求 安全隔离 维持电压

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特高压变压器空载直流偏磁计算精度分析 被引量：9

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作者 谭瑞娟 王泽忠 +2 位作者 邓涛 胥建文 李书连 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期162-169,共8页

针对特高压变压器直流偏磁计算问题,提出一种空载简化电路模型下的分段解析法,为直流偏磁数值计算奠定基础。根据特高压变压器简化电路模型,推导励磁电流解析式。电感随着电流的变化,分两段取值;电感的取值通过比较电流计算值与临界电... 针对特高压变压器直流偏磁计算问题,提出一种空载简化电路模型下的分段解析法,为直流偏磁数值计算奠定基础。根据特高压变压器简化电路模型,推导励磁电流解析式。电感随着电流的变化,分两段取值;电感的取值通过比较电流计算值与临界电流值的大小来判断。设置临界电流误差判据来判别电流计算值是否达到临界电流。分析计算表明,当电阻为实际电阻时,临界电流误差判据严格,可获得直流分量的准确解,临界电流误差判据宽松时,直流分量与准确解出现较大误差,甚至计算错误;通过人为增大串联电阻值,临界电流误差判据可相对宽松,从而获得直流分量近似准确解。在此基础上,以解析解的计算结果为基准,对比分析四阶龙格库塔法数值解。结果表明,步长较大相当于临界电流误差判据宽松,必须加大电阻,直流分量才可与准确解接近;步长较小相当于临界电流误差判据严格,电阻可不必太大。在特高压变压器直流偏磁数值计算中,可通过人为增大串联电阻值和适当减小计算步长来获得较为准确的直流偏磁特性。 展开更多

关键词 特高压变压器直流偏磁 简化电路模型 解析解 误差判据

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消减变压器中性点直流电流抑制直流偏磁的电位补偿方法 被引量：26

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作者 马志强 《广东电力》 2007年第5期1-5,共5页

提出了一种基于电位补偿原理的消减变压器中性点直流电流,抑制直流偏磁的新方法,应用网络分析算法推演了以电位补偿抑制变压器中性点直流电流的机理,给出了电位补偿装置的原理性结构和装置参数整定原则,将电位补偿法与目前采用的小电阻... 提出了一种基于电位补偿原理的消减变压器中性点直流电流,抑制直流偏磁的新方法,应用网络分析算法推演了以电位补偿抑制变压器中性点直流电流的机理,给出了电位补偿装置的原理性结构和装置参数整定原则,将电位补偿法与目前采用的小电阻限流法、电容隔直法、中性点注入反向电流限制法进行了比较,最后用算例分析说明了电位补偿法的有效性。 展开更多

关键词 电力系统 直流输电 变压器直流偏磁 中性点直流电流 电位补偿

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多桥换流器高压直流输电送端谐波不稳定分析与抑制 被引量：10

12

作者 陈相 刘天琪 +3 位作者 王顺亮 王峰 曾雪洋 江琴 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期46-52,共7页

针对多桥换流器高压直流输电系统送端换流站不同工况直流偏磁下谐波不稳定问题,基于单桥6脉波换流器的开关函数和调制理论,考虑换流变压器的叠加特性,得到不同工况下多桥换流器数学模型。在此数学模型基础上,分析了谐波在交直流侧的相... 针对多桥换流器高压直流输电系统送端换流站不同工况直流偏磁下谐波不稳定问题,基于单桥6脉波换流器的开关函数和调制理论,考虑换流变压器的叠加特性,得到不同工况下多桥换流器数学模型。在此数学模型基础上,分析了谐波在交直流侧的相互调制,推导出了不同工况下多桥换流器的谐波放大倍数及谐波不稳定的定量判据,并且综合分析影响判据的多种因素,提出了通过合理设计交直流系统阻抗以及合理安排系统的运行工况从而提高系统谐波稳定性的有效措施。最后,在PSCAD中构建了多桥换流器高压直流输电系统电磁暂态仿真模型进行验证,仿真结果验证了所述措施的正确性与有效性。 展开更多

关键词 高压直流输电系统 多桥换流器 变压器直流偏磁 谐波不稳定

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直流输电地中回流对高速铁路系统影响的仿真研究 被引量：6

13

作者 宋伟 张波 +2 位作者 黄军 陈争 李晨琨 《智慧电力》 北大核心 2020年第11期9-15,共7页

随着我国直流输电工程与高速铁路的迅速增加,直流接地极与高速铁路相接近的情况时有发生。为了研究直流输电地中回流对高速铁路系统的影响,通过分析高速铁路系统的构成及直流通路,建立了其电路模型,并通过电磁场方法求解出了该模型的电... 随着我国直流输电工程与高速铁路的迅速增加,直流接地极与高速铁路相接近的情况时有发生。为了研究直流输电地中回流对高速铁路系统的影响,通过分析高速铁路系统的构成及直流通路,建立了其电路模型,并通过电磁场方法求解出了该模型的电气参数和直流输电地中电流在其上产生的地电位,将两者相结合构成了直流输电地中回流对高速铁路系统影响的计算模型。基于该模型,计算了高速铁路沿线地电位分布和流经牵引供电系统变压器的直流电流,分析了土壤电阻率、直流接地极距离等因素的影响。研究表明,直流输电地中电流对高铁动车组牵引变压器基本无影响,但对牵引变电所、AT所内和分区所变压器有一定偏磁影响,设计时应重点校验。 展开更多

关键词 直流输电 接地极 地中电流 高速铁路 电路模型 变压器直流偏磁

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同塔双回直流输电系统接地极电流控制策略 被引量：9

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作者 朱益华 郭琦 +2 位作者 黄立滨 李书勇 关红兵 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期169-176,共8页

直流接地极入地电流将造成变压器直流偏磁、埋地金属设施腐蚀等问题。为抑制接地极电流带来的不良影响,已有研究主要集中于在设备侧增加保护措施以及使用分布式接地极技术等方向,尚未有从源头对接地极电流进行控制的策略。因此,文中结... 直流接地极入地电流将造成变压器直流偏磁、埋地金属设施腐蚀等问题。为抑制接地极电流带来的不良影响,已有研究主要集中于在设备侧增加保护措施以及使用分布式接地极技术等方向,尚未有从源头对接地极电流进行控制的策略。因此,文中结合同塔双回直流输电系统控制保护特性,提出了2种控制策略。一是在接地极电流限制功能的基础上,通过梳理该功能现有控制逻辑,揭示应用该功能时存在的缺陷和隐患,并通过仿真进行一一验证,在此基础上,进一步提出控制逻辑的优化方法;二是在直流控制保护系统中新增回内联跳相关功能,实现一极非正常闭锁联跳本回另一极。最后,利用实时数字仿真(RTDS)平台对2种控制策略进行仿真测试,验证了控制策略的有效性。 展开更多

关键词 高压直流输电 同塔双回输电线路 接地极电流 变压器直流偏磁 控制策略

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基于有限元方法的地表电位分析 被引量：4

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作者 唐新灵 姜建国 乔树通 《现代电力》 北大核心 2013年第3期65-68,共4页

针对特高压直流输电系统单极大地回路运行时会引起直流偏磁等严重后果的问题,提出用有限元方法来分析水平分层土壤的地表电位分布规律;输电线路沿途含有山川、河流、湖泊对地表电位分布的影响,以及靠近沿海地区地电位的分布情况。研究... 针对特高压直流输电系统单极大地回路运行时会引起直流偏磁等严重后果的问题,提出用有限元方法来分析水平分层土壤的地表电位分布规律;输电线路沿途含有山川、河流、湖泊对地表电位分布的影响,以及靠近沿海地区地电位的分布情况。研究结果表明:在处理水平分层土壤模型时有限元分析的结果很好地反映了地电位分布的规律;地理环境的变化对地电位只在小范围内有一定影响,在整体上对地电位分布影响不大;沿海地区的地表电位变化明显,变化率大于非沿海区域,解释了沿海地区直流偏磁严重的原因。 展开更多

关键词 特高压直流输电 有限元法 地表电位分布规律 地形环境 变压器直流偏磁

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