现代电力系统中直流偏磁治理技术的沿革具体是什么情况，求解？

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  我为王ww 2016-08-02 00:00:00

  　　变压器直流偏磁治理技术的研究有重要的工程实际应用价值，受到地磁暴侵袭的高纬度国家，针对地磁感应电流的YZ与消除的研究进行得较早亦较多。 　　1990年，Kappenman指出GIC会使电力变压器的磁化电流波形产生畸变，导致电网正常运行遭到破坏，因此，研究GIC的检测、补偿和消除方法是非常重要的[3]，1991年，Kappenmanshouchuang性地提出了在电力变压器中性点与接地点之间，串联一个电容器，隔断GIC流入变压器的通路的方法[8]，并通过仿真实验证明了这种方法的有效性，KappenmanZ后还指出，如果改善这种电容隔直的方法，还需要加装旁路装置。1992年，文献[9]以魁北克水电站Radisson/LG2联合体为对象，提出了几种YZ直流电流的方案：将中性线串联工频阻抗较小的电容器，以间隙、可触发间隙及MOV等实现中性点电容器的快速过电压保护，方案还配备有机械旁路开关。1994年，文献[10]提出了在电力变压器中性线与接地点间串入与GIC反向的直流电源方法，并在通过实验证明，当存在GIC时，直流电源能够有效启动并注入与之相反的直流电流，从而达到YZ直流偏磁的效果。1996年初，美国DEI公司开发了4套很复杂的变压器隔直装置；2003年又根据Siemens提供的参数开发了10套变压器隔直装置，并用于靠近印度的一条HVDC终端站的变压器；此装置由1个4000μF（50Hz时Xc=0.8Ω）隔直/通交电容器、2组反并联的大电流旁路通道及机械开关旁路组成[11]。2005年，文献[12]利用电力电子技术开发出电容器+晶闸管旁路方式的变压器中性点电容隔直装置。John Kappenman针对对U.S电网，进行了输电线路普遍串接电容器的仿真，结果表明能有效YZGIC，但会产生一部分无功功率；John Kappenman也对部分高压变压器进行了加装中性点电阻的实验，结果表明，对部分高压变压器加装不同阻值的中性点电阻时，虽然从整体上有YZGIC的效果，但都不能完全隔绝GIC通路，且仅凭电压高低划分变压器是否安装YZ电阻，未必能够达到全局治理的目的，还需要进行一定的分布策略论证[13]。 　　在我国，对直流偏磁治理方面的研究起步较晚。2000年，薛向党等人在考虑地磁感应电流引起的直流偏磁方面，首次分析了补偿和消弱GIC的机理，并从理论上提出消除或YZ地磁感应电流的方法有：外加直流电源法、自激补偿GIC法、串接电容或电阻法等。在文献[14]中，薛向党等人还指出补偿和消除GIC存在的共同问题是变压器中性点不能有效接地。 　　2005年，有学者提出了在变压器中性点注入反向直流电流的方法[15]，其主要原理是将电源经调压器调压后，再经硅整流经辅助接地极和变压器中性点回路，向中性点注入反向直流电流。杜忠东等人在2006年提出一种基于电位补偿原理的消减变压器中性点直流电流的新方法[16]：即向变电站接地网注入一定反向直流电流来降低（或升高）其电位，这样会使通过地网流过中性点接地变压器的直流电流减小，在一定程度上YZ变压器的直流偏磁，杜忠东等人还进行了正、负电位补偿的试验模拟，结果表明这种YZ方法的有效性。覃国茂等人针对注入反向直流YZ法指出[17]，中性点注入反向直流电流方法不改变系统参数，对继电保护、自动装置、绝缘配合等不产生影响。负电位补偿时可对地网起阴极保护作用，其缺点也可采取以下措施适当解决：1）架空避雷线的分流对补偿效率会产生影响，通过增加补偿设备容量来解决；2）正电位补偿时会对地网产生轻微腐蚀的问题可以忽略不计；3）辅助接地极选址不当会加重其他变电站的直流偏磁，通过综合考虑系统网络布置、辅助接地极选址远离其他变电站等方法得到解决。吴忠明通过现场应用反向注入发的实例说明由于变电站运行方式的变更[18]，会引起直流电流方向的偏移，存在注入的反向电流不可能随时调整的问题。 　　我国对电容隔直装置的研究开发工作于2005年展开。朱艺颖等人首先分别对中性点串联电阻接地、交流输电线串联电容和中性点串联电容接地3 种YZ措施进行了研究，再根据实际电网的实测中性点电流的分布，分别施加3中YZ措施，Z后研究结果表明，中性点直流电流的Z优方法是在变压器中性点串联电容[19]。 　　不过，电容隔直装置虽然具有良好的治理效果，但由于存在过电压的问题，因此还需要加装旁路装置。刘召研发的装置采用了隔直电容器+带硅整流桥的晶闸管旁路+机械开关旁路，并于2007年10月投入现场运行[20]。近年来，随着电力电子技术的发展，对电容隔直装置的结构设计也在不断发展，大多集中在电容器旁路装置的改进方面，如加装旁路保护系统，主要原因是很大的交流系统接地故障零序电流流过电容器会产生暂态过电压，可能损坏电容器及变压器的绝缘，再如，机械开关动作不够快，需采用晶闸管旁路或者性能更优越的材料等。 　　中性点串接电阻也是YZ直流偏磁的有效方法之一。我国变压器中性点串接小电阻的直流偏磁YZ装置于2006年正式开始实施应用。赵杰等人[21]首先论证了在变压器中性点串接电阻器限制地中直流流入的可行性，并从YZ中性点直流与过电压效果和继电保护角度分析及校核了中性点电队器对系统造成的影响。并于进行了现场安装测试，结果表明，这是一种简单有效的YZ变压器中性点直流电流的措施，并对中性点直流电流有明显的YZ效果。不过，为保证系统安全运行，首先对中性点串联电阻的耐受电压及热容量有很高的要求；其次，中性点串联电阻改变了系统结构，继电保护及自动化装置需重新整定，绝缘配合也要作相应校验；从限流的角度来讲，装设的限流电阻阻值应足够大，但从系统运行的角度来说，串联大电阻不能保证系统可靠接地，若在故障时用放电间隙将此电阻旁路，会使系统接地阻抗不连续，使继电保护配置复杂化。Z后，当系统发生故障时，还会导致变压器中性点过电压等一系列问题，因此中性点串接电阻的阻值参数的整定，还需要进一步深入的研究。 　　还有一些在理论上得到验证的直流偏磁YZ方法，如马志强提出了一种基于电位补偿原理的削弱变压器中性点直流的新方法[22]，即在变压器中性点处串一小电阻（0.5~2.0Ω），再并联外接直流电源形成直流电位，这样可以通过调节中性点直流电位来达到减小流入变压器绕组直流电流的目的，电阻需要保护旁路，并通过算例验证了其有效性，不过，该方法于理论研究阶段。

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