曾鳴+洪秋

摘 要 在直流輸電過程中，會引起交流變壓器中性點的直流分量增加，從而對于主變及電網(wǎng)的運行帶來一系列的風險。通過研究阻容隔直裝置，串聯(lián)接入主變中性點，從而提高系統(tǒng)的安全運行系數(shù)。

關鍵詞 直流輸電;阻容隔直裝置;直流分量;中性點

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0081-01

隨著我國電網(wǎng)的建設，越來越多的直流輸電線路投入運行。在中國南方電網(wǎng)中珠三角負荷集中，電力需求量大，但是供電能力不足，大多采用“西電東送”，通過多回超高壓直流輸電，來緩解廣東地區(qū)的供電問題。因此在廣東電網(wǎng)中存在著典型的“強直弱交”特性，交直流相互影響問題非常突出。2014年“兩渡”直流投產(chǎn)后，南方電網(wǎng)將有八回直流集中饋入珠三角地區(qū)，直流新增送電容量11400MW，受端總量達到25510MW，西電東送直流容量占比陡增至72%。大量的超高壓直流輸電工程大量投入使用，對設備及電網(wǎng)的運行帶來了一系列的影響。其中較為突出的問題，就是主變中性點直流分量的增大帶來的一系列影響。

1 北郊變電站的現(xiàn)狀

500 kV北郊變電站是廣州地區(qū)北部電網(wǎng)的樞紐變電站，肩負著為廣州城區(qū)的重要供電任務，是西電東送“天廣直流”的配套輸電工程。北郊變電站與廣州換流站在地理位置上相距只有幾百米。北郊站的主變采用中性點經(jīng)小電抗接地的運行方式，而直流輸電單極——大地運行方式，對北郊變電站的三臺變壓器的運行也帶來了巨大的影響。

由于交直流混聯(lián)系統(tǒng)中，當直流換流站的運行方式為“單極——大地”方式的時候，會有較大的直流分量通過大地流經(jīng)交流系統(tǒng)的變壓器中變中性點（中性點接地運行），從而對主變產(chǎn)生較大的影響。疊加的直流電流分量會造成磁偏，使變壓器產(chǎn)生諧波、振動、噪聲，嚴重影響了變壓器及交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

在天廣直流進行“單極——大地”運行方式試運行期間，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)北郊變電站的主變勵磁噪音明顯增大，而與北郊站有220 kV出線連接的220 kV嘉禾站、郭塘站、茶山站，其中性點接地運行的主變壓器，會發(fā)現(xiàn)了同樣的噪音增大的問題。而且只要天廣直流進行“單極——大地”運行方式，都會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。

2 阻容隔直裝置的工作原理

阻容隔直裝置接于變壓器中性點與地之間，其裝置內部的旁路開關處于合位，此時變壓器處于“直接接地狀態(tài)”，即隔直裝置未投入運行。當隔直裝置檢測到流經(jīng)變壓器中性點電流的直流分量值增大，超過額定電流時，旁路開關可自動斷開，使電容器和電阻器投入，通過裝置將直流分量進行濾去，裝置此時稱為“隔直工作狀態(tài)”，能夠有效的抑制直流電流。當裝置工作在“隔直工作狀態(tài)”時，阻容隔直檢測到流經(jīng)變壓器中性點電流的交流分量超過限值（一般設定為大于300A）時，程序判斷為電網(wǎng)發(fā)生短路故障，裝置立即轉為“直接接地狀態(tài)”，使變壓器中性點直接接地。阻容隔直裝置的原理如圖1所示。

圖1 隔直裝置的結構組成圖

3 阻容隔直裝置的運行方式

阻容隔直裝置按控制地點有“就地”和“遠方”兩種控制模式。按照控制方式來說，又可以分為“手動”和“自動”兩種控制方式。其工作模式可以見圖2所示。

圖2 阻容隔直裝置控制模式圖

“就地、自動”和“遠方、自動”模式，都是由裝置的控制器來實現(xiàn)自動控制的?！熬偷亍⑹謩印蹦Ｊ绞窃谘b置的戶外控制箱上的操作面板上，通過把手的切換來實現(xiàn)的。“遠方、手動”則是在變電站的主控室內，通過后臺的控制界面，來實現(xiàn)遠程人工操作的。

4 工作狀態(tài)

阻容隔直裝置在投入運行后，通過刀閘接入中性點串聯(lián)電抗器的下端，與中性點接地刀閘并聯(lián)，這樣就可以保證正常的運行以及當阻容隔直裝置需要檢修時，系統(tǒng)的中性點接地問題。其工作模式有以下兩種：

1）直接接地狀態(tài)：此狀態(tài)下，裝置內的旁路開關閉合，將裝置旁路掉，使主變中性點直接接地運行。此種狀態(tài)為阻容隔直裝置的默認工作模式。當電網(wǎng)運行正常時，主變中性點應該直接接地，保證高壓交流系統(tǒng)的二次保護裝置可以正確動作。

2）隔直工作狀態(tài)：此種狀態(tài)下，裝置的旁路開關斷開，裝置內的電容器和電阻器投入工作，可以抑制流入變壓器中性點的直流電流大小，減少直流電流對主變的影響。

當裝置檢測到流經(jīng)主變主變中性點的直流電流大小超過了設定限值（大小值設定為5A）時，裝置由：直接接地狀態(tài)：變化為“隔直工作”狀態(tài)。

5 結束語

通過本文的分析及應用結果，表明在主變中性點加裝阻容隔直裝置，可以有效的濾去通過中性點的直流電流分量，有效的保護了變壓器的安全穩(wěn)定運行，也為電網(wǎng)的穩(wěn)定提供了有力的保障，論證了阻容隔直裝置的有效性及可行性，為解決交直流混合系統(tǒng)中直流對于交流變壓器的影響，提供了重要的依據(jù)。

參考文獻

[1]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].中國經(jīng)濟出版社.

[2]楊安民.柔性交流輸電技術綜述[J].華東電力.

[3]張一工，肖湘寧.現(xiàn)代電力電子技術原理與應用[M].科學出版社.endprint

摘 要 在直流輸電過程中，會引起交流變壓器中性點的直流分量增加，從而對于主變及電網(wǎng)的運行帶來一系列的風險。通過研究阻容隔直裝置，串聯(lián)接入主變中性點，從而提高系統(tǒng)的安全運行系數(shù)。

關鍵詞 直流輸電;阻容隔直裝置;直流分量;中性點

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0081-01

隨著我國電網(wǎng)的建設，越來越多的直流輸電線路投入運行。在中國南方電網(wǎng)中珠三角負荷集中，電力需求量大，但是供電能力不足，大多采用“西電東送”，通過多回超高壓直流輸電，來緩解廣東地區(qū)的供電問題。因此在廣東電網(wǎng)中存在著典型的“強直弱交”特性，交直流相互影響問題非常突出。2014年“兩渡”直流投產(chǎn)后，南方電網(wǎng)將有八回直流集中饋入珠三角地區(qū)，直流新增送電容量11400MW，受端總量達到25510MW，西電東送直流容量占比陡增至72%。大量的超高壓直流輸電工程大量投入使用，對設備及電網(wǎng)的運行帶來了一系列的影響。其中較為突出的問題，就是主變中性點直流分量的增大帶來的一系列影響。

1 北郊變電站的現(xiàn)狀

500 kV北郊變電站是廣州地區(qū)北部電網(wǎng)的樞紐變電站，肩負著為廣州城區(qū)的重要供電任務，是西電東送“天廣直流”的配套輸電工程。北郊變電站與廣州換流站在地理位置上相距只有幾百米。北郊站的主變采用中性點經(jīng)小電抗接地的運行方式，而直流輸電單極——大地運行方式，對北郊變電站的三臺變壓器的運行也帶來了巨大的影響。

由于交直流混聯(lián)系統(tǒng)中，當直流換流站的運行方式為“單極——大地”方式的時候，會有較大的直流分量通過大地流經(jīng)交流系統(tǒng)的變壓器中變中性點（中性點接地運行），從而對主變產(chǎn)生較大的影響。疊加的直流電流分量會造成磁偏，使變壓器產(chǎn)生諧波、振動、噪聲，嚴重影響了變壓器及交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

在天廣直流進行“單極——大地”運行方式試運行期間，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)北郊變電站的主變勵磁噪音明顯增大，而與北郊站有220 kV出線連接的220 kV嘉禾站、郭塘站、茶山站，其中性點接地運行的主變壓器，會發(fā)現(xiàn)了同樣的噪音增大的問題。而且只要天廣直流進行“單極——大地”運行方式，都會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。

2 阻容隔直裝置的工作原理

阻容隔直裝置接于變壓器中性點與地之間，其裝置內部的旁路開關處于合位，此時變壓器處于“直接接地狀態(tài)”，即隔直裝置未投入運行。當隔直裝置檢測到流經(jīng)變壓器中性點電流的直流分量值增大，超過額定電流時，旁路開關可自動斷開，使電容器和電阻器投入，通過裝置將直流分量進行濾去，裝置此時稱為“隔直工作狀態(tài)”，能夠有效的抑制直流電流。當裝置工作在“隔直工作狀態(tài)”時，阻容隔直檢測到流經(jīng)變壓器中性點電流的交流分量超過限值（一般設定為大于300A）時，程序判斷為電網(wǎng)發(fā)生短路故障，裝置立即轉為“直接接地狀態(tài)”，使變壓器中性點直接接地。阻容隔直裝置的原理如圖1所示。

圖1 隔直裝置的結構組成圖

3 阻容隔直裝置的運行方式

阻容隔直裝置按控制地點有“就地”和“遠方”兩種控制模式。按照控制方式來說，又可以分為“手動”和“自動”兩種控制方式。其工作模式可以見圖2所示。

圖2 阻容隔直裝置控制模式圖

“就地、自動”和“遠方、自動”模式，都是由裝置的控制器來實現(xiàn)自動控制的?！熬偷?、手動”模式是在裝置的戶外控制箱上的操作面板上，通過把手的切換來實現(xiàn)的?！斑h方、手動”則是在變電站的主控室內，通過后臺的控制界面，來實現(xiàn)遠程人工操作的。

4 工作狀態(tài)

阻容隔直裝置在投入運行后，通過刀閘接入中性點串聯(lián)電抗器的下端，與中性點接地刀閘并聯(lián)，這樣就可以保證正常的運行以及當阻容隔直裝置需要檢修時，系統(tǒng)的中性點接地問題。其工作模式有以下兩種：

1）直接接地狀態(tài)：此狀態(tài)下，裝置內的旁路開關閉合，將裝置旁路掉，使主變中性點直接接地運行。此種狀態(tài)為阻容隔直裝置的默認工作模式。當電網(wǎng)運行正常時，主變中性點應該直接接地，保證高壓交流系統(tǒng)的二次保護裝置可以正確動作。

2）隔直工作狀態(tài)：此種狀態(tài)下，裝置的旁路開關斷開，裝置內的電容器和電阻器投入工作，可以抑制流入變壓器中性點的直流電流大小，減少直流電流對主變的影響。

當裝置檢測到流經(jīng)主變主變中性點的直流電流大小超過了設定限值（大小值設定為5A）時，裝置由：直接接地狀態(tài)：變化為“隔直工作”狀態(tài)。

5 結束語

通過本文的分析及應用結果，表明在主變中性點加裝阻容隔直裝置，可以有效的濾去通過中性點的直流電流分量，有效的保護了變壓器的安全穩(wěn)定運行，也為電網(wǎng)的穩(wěn)定提供了有力的保障，論證了阻容隔直裝置的有效性及可行性，為解決交直流混合系統(tǒng)中直流對于交流變壓器的影響，提供了重要的依據(jù)。

參考文獻

[1]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].中國經(jīng)濟出版社.

[2]楊安民.柔性交流輸電技術綜述[J].華東電力.

[3]張一工，肖湘寧.現(xiàn)代電力電子技術原理與應用[M].科學出版社.endprint

摘 要 在直流輸電過程中，會引起交流變壓器中性點的直流分量增加，從而對于主變及電網(wǎng)的運行帶來一系列的風險。通過研究阻容隔直裝置，串聯(lián)接入主變中性點，從而提高系統(tǒng)的安全運行系數(shù)。

關鍵詞 直流輸電;阻容隔直裝置;直流分量;中性點

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0081-01

隨著我國電網(wǎng)的建設，越來越多的直流輸電線路投入運行。在中國南方電網(wǎng)中珠三角負荷集中，電力需求量大，但是供電能力不足，大多采用“西電東送”，通過多回超高壓直流輸電，來緩解廣東地區(qū)的供電問題。因此在廣東電網(wǎng)中存在著典型的“強直弱交”特性，交直流相互影響問題非常突出。2014年“兩渡”直流投產(chǎn)后，南方電網(wǎng)將有八回直流集中饋入珠三角地區(qū)，直流新增送電容量11400MW，受端總量達到25510MW，西電東送直流容量占比陡增至72%。大量的超高壓直流輸電工程大量投入使用，對設備及電網(wǎng)的運行帶來了一系列的影響。其中較為突出的問題，就是主變中性點直流分量的增大帶來的一系列影響。

1 北郊變電站的現(xiàn)狀

500 kV北郊變電站是廣州地區(qū)北部電網(wǎng)的樞紐變電站，肩負著為廣州城區(qū)的重要供電任務，是西電東送“天廣直流”的配套輸電工程。北郊變電站與廣州換流站在地理位置上相距只有幾百米。北郊站的主變采用中性點經(jīng)小電抗接地的運行方式，而直流輸電單極——大地運行方式，對北郊變電站的三臺變壓器的運行也帶來了巨大的影響。

由于交直流混聯(lián)系統(tǒng)中，當直流換流站的運行方式為“單極——大地”方式的時候，會有較大的直流分量通過大地流經(jīng)交流系統(tǒng)的變壓器中變中性點（中性點接地運行），從而對主變產(chǎn)生較大的影響。疊加的直流電流分量會造成磁偏，使變壓器產(chǎn)生諧波、振動、噪聲，嚴重影響了變壓器及交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

在天廣直流進行“單極——大地”運行方式試運行期間，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)北郊變電站的主變勵磁噪音明顯增大，而與北郊站有220 kV出線連接的220 kV嘉禾站、郭塘站、茶山站，其中性點接地運行的主變壓器，會發(fā)現(xiàn)了同樣的噪音增大的問題。而且只要天廣直流進行“單極——大地”運行方式，都會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。

2 阻容隔直裝置的工作原理

阻容隔直裝置接于變壓器中性點與地之間，其裝置內部的旁路開關處于合位，此時變壓器處于“直接接地狀態(tài)”，即隔直裝置未投入運行。當隔直裝置檢測到流經(jīng)變壓器中性點電流的直流分量值增大，超過額定電流時，旁路開關可自動斷開，使電容器和電阻器投入，通過裝置將直流分量進行濾去，裝置此時稱為“隔直工作狀態(tài)”，能夠有效的抑制直流電流。當裝置工作在“隔直工作狀態(tài)”時，阻容隔直檢測到流經(jīng)變壓器中性點電流的交流分量超過限值（一般設定為大于300A）時，程序判斷為電網(wǎng)發(fā)生短路故障，裝置立即轉為“直接接地狀態(tài)”，使變壓器中性點直接接地。阻容隔直裝置的原理如圖1所示。

圖1 隔直裝置的結構組成圖

3 阻容隔直裝置的運行方式

阻容隔直裝置按控制地點有“就地”和“遠方”兩種控制模式。按照控制方式來說，又可以分為“手動”和“自動”兩種控制方式。其工作模式可以見圖2所示。

圖2 阻容隔直裝置控制模式圖

“就地、自動”和“遠方、自動”模式，都是由裝置的控制器來實現(xiàn)自動控制的。“就地、手動”模式是在裝置的戶外控制箱上的操作面板上，通過把手的切換來實現(xiàn)的?！斑h方、手動”則是在變電站的主控室內，通過后臺的控制界面，來實現(xiàn)遠程人工操作的。

4 工作狀態(tài)

阻容隔直裝置在投入運行后，通過刀閘接入中性點串聯(lián)電抗器的下端，與中性點接地刀閘并聯(lián)，這樣就可以保證正常的運行以及當阻容隔直裝置需要檢修時，系統(tǒng)的中性點接地問題。其工作模式有以下兩種：

1）直接接地狀態(tài)：此狀態(tài)下，裝置內的旁路開關閉合，將裝置旁路掉，使主變中性點直接接地運行。此種狀態(tài)為阻容隔直裝置的默認工作模式。當電網(wǎng)運行正常時，主變中性點應該直接接地，保證高壓交流系統(tǒng)的二次保護裝置可以正確動作。

2）隔直工作狀態(tài)：此種狀態(tài)下，裝置的旁路開關斷開，裝置內的電容器和電阻器投入工作，可以抑制流入變壓器中性點的直流電流大小，減少直流電流對主變的影響。

當裝置檢測到流經(jīng)主變主變中性點的直流電流大小超過了設定限值（大小值設定為5A）時，裝置由：直接接地狀態(tài)：變化為“隔直工作”狀態(tài)。

5 結束語

通過本文的分析及應用結果，表明在主變中性點加裝阻容隔直裝置，可以有效的濾去通過中性點的直流電流分量，有效的保護了變壓器的安全穩(wěn)定運行，也為電網(wǎng)的穩(wěn)定提供了有力的保障，論證了阻容隔直裝置的有效性及可行性，為解決交直流混合系統(tǒng)中直流對于交流變壓器的影響，提供了重要的依據(jù)。

參考文獻

[1]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].中國經(jīng)濟出版社.

[2]楊安民.柔性交流輸電技術綜述[J].華東電力.

[3]張一工，肖湘寧.現(xiàn)代電力電子技術原理與應用[M].科學出版社.endprint