三峡直流输电对江苏电网设备影响的试验研究(摘要)

三峡直流输电对江苏电网设备影响三峡直流输电对江苏电网设备影响 的试验研究的试验研究 摘要摘要 江苏省电力公司 江苏 南京 210036 自 2002 年 12 月至 2004 年 4 月 三峡 500 kv 直流输电 湖北龙 泉 江苏政平 开始单极对地的调试和试运行以来 常州武南两组 500 kv 主变压器均出现噪声大幅度上升 上升 20 db 和政平换流 站滤波器切换试验造成武南变电所故障录波器多次启动等问题 为此从直流对变压器 电网谐波 继电保护装置和变电所接地 网腐蚀影响 以及限制变压器直流偏磁的措施等方面进行了试 验研究 现在试验研究已结束 有关成果对于顺利接受三峡来 电并确保江苏电网和常州武南变电所的安全运行有重要意义 1 2003 年 4 月至 5 月 结合三峡龙政直流输电系统的大负荷试 验 分别在 500 kv 武南和 220 kv 常州鬲湖等 10 多个变电站以 及利港和谏壁电厂对主变压器的中性点电流 噪声和谐波等参 数进行了测试 在直流输电 1 540 mw 地中电流 3 320 a 的大 方式下 500 kv 武南变影响最大 500 kv 主变压器的中性点直 流电流最大为 10 4 a 噪声最高达 91 4 db 2 由于变压器中性点的直流电流 形成变压器的直流偏磁 变 压器励磁电流急剧增加 引起磁回路发生过热和噪声及振动增 大 武南主变压器在直流偏磁电流为 4 27 a 时 铁心拉板温升 为 20 不会给变压器带来实质危害 3 变压器 100 额定负荷和最大直流偏磁 4 27 a 下 变压器最 高绕组热点温升为 80 5 k 超过允许值 78 k 2 5 k 同样不会给 变压器绝缘的寿命带来实质性的影响 4 在直流偏磁作用下 武南主变压器噪声大幅度上升 最大的 测点 噪声上升 21 1 db 在直流偏磁下的变压器噪声超过了变 压器的噪声合同值 85 db 其对应的振动加剧 直流偏磁引起 的高振动带来的问题 远比温升和噪声问题严重 可能引起变 压器内有关部件的松动 进而威胁变压器的安全运行 其中一 相变压器在持续 14 天的直流偏磁运行后 油中出现微量乙炔 应缩短油色谱的检测周期 5 直流偏磁下 变压器噪声的频谱也具有特点 出现明显的奇 次波噪声 频谱出现明显的奇次波噪声 是变压器受到直流偏 磁的重要特征之一 6 直流偏磁对各种类型变压器的影响不同 主要以变压器铁心 型式而异 变压器中性点的直流电流对各相绕组是均匀分配的 凡是零序磁通能流经铁心回路的变压器型式 受直流偏磁的影 响都比较大 7 直流输电单极对地运行和直流换流站切换滤波器时 引起电 网谐波大幅度上升 以后者更显著 8 将直流换流站滤波器切换时的波形进行回放 以该电流 电 压波形数据文件通过 omicron 试验装置还原为模拟量信号注入 到 abb 公司的 rel561 和 ge 公司的 alps 线路保护装置 未导 致保护装置误动 9 三相故障时 叠加了谐波 保护范围将扩大约 8 5 但保 护装置的动作行为仍正确 这个问题若在保护整定时加以注意 应不会造成系统内保护的不正确动作 10 三峡直流输电单极对地运行时 地中直流电流加速地网的 腐蚀 经实测和计算 武南变电所地网边缘接地体的电流密度 比其他部位的最小电流密度高约一倍 差别不大 按照武南变 电所平均每年 1 个月的地中电流为 40 a 计算 50 年中的腐蚀量 约 1 500 kg 仅为地网接地体总量的 3 腐蚀不严重 可以接 受 11 在主变压器中性线上 安装中性点直流监测设备 通过监 视变电所主变中性点直流电流的情况 监测到直流输电 太阳 磁暴等因素对主变中性点直流电流的影响情况 以便采取相应 的措施 该装置主要采用穿心式霍尔电流互感器安装在主变压 器中性线 适于电网和用户对高压变压器中性点直流电流进行 监测 12 从原理上 限流的可能方案为中性点注入反向直流电流 中性点串限流电阻