[发明专利]抑制交流线路对邻近直流线路电磁耦合的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制交流线路对邻近直流线路电磁耦合的方法及其装置。 

背景技术

由于远距离大容量输电和电力系统网际互联，可用于架设输电线路的土地资源趋于饱和，交直流同走廊架设已变得普遍。交直流线路同走廊运行下，交流线路通过电磁耦合会在邻近的直流线路中产生工频感应电流，该电流通过直流线路进入两端换流站，侵入换流变压器，会在变压器绕组电流中形成直流分量并产生谐波，严重情况下会使变压器铁心的磁化曲线产生偏移，形成直流偏磁。这将使得变压器的噪声、损耗增加，损坏变压器，降低其使用寿命。深化交直流输电线路的耦合机理，提出更为有效的抑制措施，具有重要的意义。 

抑制交直流线路电磁耦合效应的措施，当前主要有以下四点：①耦合段内交流线路换位；②耦合段内直流线路换位；③直流中性母线装设调频到工频的LC阻波滤波器；④触发角调制。其中，第一种方法虽能较大程度减小换流变压器电流中的直流分量，但高压输电线路换位繁琐，特别是特高压线路，在实际工程中较难以实现，同时经济性能较差；区别于交流线路的换位，第二种方法本质上仅改变了换位段内交直流线路的接近距离，它对于减小交直流线路的电磁耦合影响作用不大；第三种方法的效果介于第一种和第二种方法之间，但在一些实际工程中并不能完全满足要求，同时可能带来过电压等一些问题；触发角调制会带来一些负面效应，如增加交流和直流侧的非特征谐波含量等，该方法仅适合于直流线路中交流分量较小且换流变中直流分量较小时的情况。除上述以外，也可通过增加交直流线路间的耦合距离、减小耦合长度、耦合段内交流线路导线取三角排列、架空地线采用连续接地等方法抑制耦合效应，但受限于实际输电线路设计的综合要求，工程实施相对较难，同时经济性能差。

综上所述，目前已有的交直流线路间电磁耦合抑制措施效果都不是太理想，特别是针对交直流线路电压等级高、线路间距短、耦合长度长的情况，必须进行必要的改进和设计。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种触发角调制控制与新型拓扑阻尼滤波器相结合的抑制交流线路对邻近直流线路电磁耦合的方法及其装置，它能有效减少直流线路上的高频谐波含量，同时换流变压器的直流电流分量能得到有效控制。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种抑制交流线路对邻近直流线路电磁耦合的方法，它采用触发角调制控制以减小换流 变压器的直流分量；采用双调谐高通滤波器以减小直流线路上进入换流变压器的工频电流分量，缓解触发角调制控制的压力，同时滤除掉因触发角调制产生的二次谐波和其它高频分量，减小前者带来的不良影响； 

它的步骤为： 

1)在换流变压器二次侧安装电流互感器，在线监测换流变压器二次侧的电流，并用傅立叶分析方法在线计算出该电流的直流分量； 

2)采用双调谐高通滤波器，将其安装于直流中性线处，并接于中性线与地之间； 

3)根据换流阀的换相过程，进行触发角控制，使得a、b、c三相的直流分量为零； 

4)利用双调谐高通滤波器降低流入换流变压器的工频电流分量，以减小触发角调制控制的压力；同时抑制触发角调制产生的二次以及其它高次谐波。 

所述步骤3)中，触发角的控制过程为：当电流互感器监测到换流变压器二次侧的电流直流分量为正时，通过减小换流变压器电流的正向导通时间，同时增加它的负向导通时间以使得该直流分量减小，直至趋近于零；当电流互感器监测到换流变压器二次侧的电流直流分量为负时，通过增大换流变压器电流的反向导通时间，同时减少它的正向导通时间以使得该直流分量增大，直至趋近于零。通过改变阀的触发角而改变各项电流的导通时间。 

所述导通时间的控制过程为：对于换流变压器二次侧a相电流，其导通时间与阀1、阀3、阀4、阀6的触发角有关；其中阀1、阀3的触发角控制a相电流正向导通时间。阀4、阀6的触发角控制a相电流负向导通时间；当阀1的触发角增加，阀3的触发角减少时，其正向导通时间减少；当阀4的触发角增加，阀6触发角的减少时，其负向导通时间减少；反之当阀1的触发角减小，阀3的触发角增加时，其正向导通时间增加；当阀4的触发角减少，阀6触发角的增加时，其负向导通时间增加；