专利名称：降低地中直流对交流变电站影响的方法
技术领域：
本发明涉及高压直流输电技术领域，特别涉及一种降低地中直流对交流变电站 影响的方法。
背景技术：
高压及特高压直流输电正常运行状态下直流线路工作于双极运行方式，直流电 流通过两极的输电线构成回路。但在系统调试、检修或发生故障的情况下，高压直流输 电会采用单极大地回线的运行方式。单极大地回线运行时地中电流场对电流流经范围环 境会造成较大的影响。由于巨大的直流电流经直流接地极流入大地，因而会在较大范围 内造成地电位变化，这种地电位的变化，对于受影响地区的交流系统可能造成影响。尤 其对于中性点直接接地的交流系统，将会使处于不同直流电位的变电站经输电线路、变 压器绕组构成直流回路，直流电流会经变压器中性点侵入变压器绕组，引起变压器的直 流偏磁。变压器出现直流偏磁后会出现噪声增大，振动加剧等现象，还可能发生过热， 并造成交流电网的谐波畸变增大。直流输电系统单极大地回线运行引发变压器偏磁现象 的基本原理可以用图1示出，图1坐标系中的曲线表示地表电位，图中可以看出，A变电 站到接地极的距离近于B变电站，自然A变电站的电位也就高于B变电站，图中纵坐标 表示地表电位，横坐标表示变电站到接地极的距离，接地极的电流沿纵坐标方向。直流系统单极大地运行时，地电位升高的现象导致变压器噪声增大威胁安全运 行的事件，在我国电力系统中屡见报导。对于这种现象，国内各电力科研的相关机构和 大专院校都投入大量的人力进行研究。针对直流问题，国内外已经有不少厂家研发出了直流抑制装置，其主要作用原 理为在变压器中性点串联抑制装置，减少或阻断回路中的直流成分，达到保护电气设备 的目的。根据抑制装置的作用原理，可以将这些装置采用的方法划分为电阻法、反向注 入法和电容隔直等三种方法。但这些装置都属于新型设备，运行经验不足，而且只能对 某一处的设备进行保护，往往是治理了一处的问题又会引发新的问题。实际上地中直流不仅仅会影响到接地极周围的变电站，由于超高压输电线路电 阻较小，当在某站实施直流抑制后，流过其他变电站的直流电流会显著增大，严重时会 对设备造成损害。所以使用直流抑制装置只能抑制某处的地中直流，而无法消除地中直 流对整个交流电网的影响。
发明内容
为了解决上述提到的地中直流损害交流变电站的问题，本发明提供一种能够降 低地中直流对交流变电站影响的方法。为了实现上述目的，本发明提供一种降低地中直流对交流变电站影响的方法， 多个所述交流变电站皆位于高压直流输电系统单极大地回线运行时的影响范围内，所述 方法包括以下步骤获取所述高压直流输电系统造成的直流地电位分布图；利用现有的地质资料，建立所述地中直流的流通路径的三维模型；依据所获取的电位分布图和建立 的地中直流的流通路径的三维模型，改变所述高压直流输电系统内的所述交流变电站的 地中直流的流通路径的拓扑结构，具体方法为给所述交流变电站敷设分流地线、在交流 变电站地网之间创建电气连接、改变电网分区运行方式或者延长直流电流的流通路径。
可选的，使用直流地电位检测装置进行测量以及使用公式进行计算，从而得到所述电位分布图，所述公式为办+C,其中φ(I)为电位，X为三维坐标，C为常数。
可选的，所述直流地电位检测装置包括变压器中性点电流监测模块和直流电压 测量模块。
可选的，所述地质资料为地质中各个层面的直流电阻。
与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明在获取高压直流输电系统内的 电位分布图和地中直流的流通路径的三维模型的基础上，采取改变地中直流的流通路径 的拓扑结构的方法，不但有效的降低了交流变电站所处位置的地中直流，而且无需增加 额外的直流抑制装置。
图1为变压器直流偏磁现象的原理示意图2为本发明降低地中直流对交流变电站影响的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。
请参考图2，图2为本发明降低地中直流对交流变电站影响的方法的流程图，包 括以下步骤步骤11:获取所述高压直流输电系统造成的直流地电位分布图，交流变电 站位于高压直流输电系统内；步骤12:利用现有的地质资料，建立所述地中直流的流通 路径的三维模型；步骤13:依据所获取的电位分布图和建立的地中直流的流通路径的三 维模型，改变所述高压直流输电系统内的所述交流变电站的地中直流的流通路径的拓扑 结构，具体方法为给所述交流变电站敷设分流地线、在交流变电站地网之间创建电气连 接、改变电网分区运行方式或者延长直流电流的流通路径。
使用直流地电位检测装置进行测量以及使用公式进行计算，从而得到所述电位 分布图，所述公式为P(X)=J^办+ C，其中^c^为电位，X为三维坐标，C为常数。 下面对所述方法以及公式进行进一步的详细说明。
首先，获取高压直流输电系统内电位分布图，获取电位分布图的方法为使用直 流地电位检测装置来获取所述电位分布图，监测装置包括变压器中性点电流监测模块和 直流电压测量模块，电流和电压测量的结果由直流地电位检测装置进行处理和存储，并 采用无线方式发送到监控中心。这样的直流地电位检测装置可以分布于高压直流输电系 统内任意的地理位置，监测装置测量到各监测点地表附近长度为L的两点间电压，这个 电压值只是表征一个点的电压，并不能表征整个测量范围内的电位分布。本方法选取距离监测区域较远(通常可以选择为监测区域半径的3 5倍以上的距离)的位置作为电位 O点，建立空间范围的地电位方程。
权利要求
1.一种降低地中直流对交流变电站影响的方法，多个所述交流变电站皆位于高压直 流输电系统单极大地回线运行时的影响范围内，其特征在于所述方法包括以下步骤获取所述高压直流输电系统造成的直流地电位分布图； 利用现有的地质资料，建立所述地中直流的流通路径的三维模型； 依据所获取的电位分布图和建立的地中直流的流通路径的三维模型，改变所述高压 直流输电系统内的所述交流变电站的地中直流的流通路径的拓扑结构，具体方法为给所 述交流变电站敷设分流地线、在交流变电站地网之间创建电气连接、改变电网分区运行 方式或者延长直流电流的流通路径。
2.根据权利要求1所述的降低地中直流对交流变电站影响的方法，其特征在于使用直 流地电位检测装置进行测量以及使用公式进行计算，从而得到所述电位分布图，所述公式为树沁=·^办+ C，其中φΟτ)为电位，χ为三维坐标，C为常数。
3.根据权利要求2所述的降低地中直流对交流变电站影响的方法，其特征在于所述直 流地电位检测装置包括变压器中性点电流监测模块和直流电压测量模块。
4.根据权利要求1所述的降低地中直流对交流变电站影响的方法，其特征在于所述地 质资料为地质中各个层面的直流电阻。
全文摘要
本发明提供一种降低地中直流对交流变电站影响的方法，多个所述交流变电站皆位于高压直流输电系统单极大地回线运行时的影响范围内，所述方法包括以下步骤获取所述高压直流输电系统造成的直流地电位分布图；利用现有的地质资料，建立所述地中直流的流通路径的三维模型；依据所获取的电位分布图和建立的地中直流的流通路径的三维模型，改变所述高压直流输电系统内的所述交流变电站的地中直流的流通路径的拓扑结构，本发明不但可以有效的降低交流变电站所处位置的地中直流，而且无需增加额外的直流抑制装置。
文档编号H02B7/00GK102025144SQ20091019611
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者傅晨钊, 周行星, 杨凌辉, 赵文彬, 顾承昱, 黄华 申请人:华东电力试验研究院有限公司