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簡介
        當(dāng)直流輸電系統(tǒng)以單極大地回線方式或雙極不平衡方式運行時，將引起變壓器直流偏磁，從而導(dǎo)致變壓器的損壞、保護(hù)誤動、引起噪聲等問題，為研究解決直流偏磁對區(qū)域性交直流電網(wǎng)的不利影響，我公司以宜昌地區(qū)換流站接地極附近的10多座變電站為對象，構(gòu)建了交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流偏磁同步監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)對區(qū)域電網(wǎng)中直流偏磁電流分布開展同步監(jiān)測，總結(jié)電網(wǎng)中直流偏磁電流的分布規(guī)律，為區(qū)域電網(wǎng)統(tǒng)籌開展電網(wǎng)及設(shè)備直流偏磁的量化分析和抑制措施的優(yōu)化和制定提供技術(shù)支撐。運行數(shù)據(jù)表明,該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確同步監(jiān)測區(qū)域電網(wǎng)中交流變電站直流電流分布情況,為開展直流偏磁治理工作提供有效的技術(shù)依據(jù)和驗證手段。

直流偏磁同步監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)
        為構(gòu)建區(qū)域性同步監(jiān)測平臺，系統(tǒng)監(jiān)測點的擴(kuò)充必須方便及靈活，同時隨著記錄數(shù)據(jù)量的增加，后臺軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析處理能力和運行效率需滿足系統(tǒng)大型化發(fā)展要求。實際構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，監(jiān)測的特征變電站分布如圖2所示，傳感器及監(jiān)測單元現(xiàn)場安裝效果如圖3所示。監(jiān)測裝置基于無線網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)計，與數(shù)據(jù)中間服務(wù)器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向?qū)崟r傳輸；監(jiān)控總站服務(wù)器及軟件系統(tǒng)在電網(wǎng)公司內(nèi)網(wǎng)運行，實現(xiàn)對直流偏磁現(xiàn)象的監(jiān)測、動態(tài)分析及預(yù)警；監(jiān)測總站服務(wù)器與多個數(shù)據(jù)中間服務(wù)器之間通過專網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，外網(wǎng)接收數(shù)據(jù)，內(nèi)網(wǎng)查看數(shù)據(jù)，實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的物理隔離和安全通訊要求。                                                                                                      圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

                                                                                                     圖2 特征變電站分布圖

                                                                                      圖3 傳感器及監(jiān)測單元現(xiàn)場安裝效果圖

實際運行效果
        交直流混聯(lián)電網(wǎng)直流偏磁同步監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在宜昌部署后，已連續(xù)無故障運行3年多的時間。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，當(dāng)換流站單極運行時，多個特征變電站監(jiān)測點均捕捉到了異常數(shù)據(jù)波動：
        圖4為6月27日18:32至6月28日02:32葛洲壩換流站極I單極運行時，在輸出功率為580MW,負(fù)荷電流為1180A時間段，監(jiān)測點電流波形對比。
        圖5為6月28日10:39至6月29日09:50，葛洲壩換流站極II單極運行時，在輸出功率為580MW，負(fù)荷電流為1192A時間段，各監(jiān)測點直流電流波形。
        圖6為楊家灣監(jiān)測點在極I和極II切換全過程的電流波形。通過與省調(diào)度中心收集的資料對比，監(jiān)測點直流電流發(fā)生躍變時間與換流站運行方式切換時間對應(yīng)，監(jiān)測點電流方向的變化與接地極入地電流的方向一致。

                                                                                              圖4 極I單極運行主要監(jiān)測點波形

                                                                                                圖5 極II單極運行主要監(jiān)測點波形

                                                                                                圖6 楊家灣監(jiān)測點電流波形

結(jié)論
        系統(tǒng)運行情況表明，各特征變電站的監(jiān)測裝置能準(zhǔn)確同步采集監(jiān)測點變壓器中性點流過的直流電流，整套系統(tǒng)具備良好的抗干擾能力和較高的測量精度。監(jiān)測系統(tǒng)能在換流站單極運行的同一時刻同步監(jiān)測交流電網(wǎng)直流電流的分布情況，為下一步全網(wǎng)針對性采取直流偏磁抑制措施提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和驗證依據(jù)。
        本項目于2015年分別獲得國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步二等獎、湖北省電力公司科技進(jìn)步一等獎，證書如圖所示。