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第1章 概述1

1.1 引言1

1.2 交流电网直流偏磁的机理与危害1

1.2.1 变压器直流偏磁问题的成因1

1.2.2 我国面临的变压器直流偏磁危害2

1.3 当前国内外研究进展与应用概况3

1.3.1 直流接地极场位问题4

1.3.2 变压器直流偏磁问题5

1.3.3 交流电网直流电流分布6

1.3.4 抑制直流电流的措施8

1.3.5 直流输电电磁兼容9

1.4 直流偏磁仿真理论与应用关键技术10

第2章 变压器直流偏磁的成因和理论背景11

2.1 引言11

2.2 直流偏磁对变压器的影响11

2.2.1 变压器铁心的磁滞特性11

2.2.2 变压器正常运行时铁心工作状态13

2.2.3 变压器直流偏磁时铁心工作状态13

2.2.4 直流偏磁对变压器中性点电流、振动和噪声的影响14

2.3 变压器直流偏磁风险的磁动势评价模型15

2.4 直流偏磁对电流互感器的影响17

2.4.1 等效模型的建立17

2.4.2 直流偏磁对计量用电流互感器的影响18

2.4.3 直流偏磁对保护用TA的影响19

2.5 算例分析20

2.5.1 变压器直流偏磁仿真20

2.5.2 电流互感器直流偏磁仿真26

2.6 本章小结26

第3章 大地电阻率的深度勘探反演技术27

3.1 引言27

3.2 大地回流问题的背景介绍和国内外的研究概况27

3.2.1 大地回流问题的背景介绍27

3.2.2 国内外的研究概况33

3.3 深层大地电阻率分布的测量原理38

3.3.1 测量深层大地电阻率分布的目的38

3.3.2 大地电磁测深法的原理39

3.3.3 大地电磁勘测大地电阻率的等效性分析42

3.4 四极法测量数据的反演技术45

3.4.1 反演技术简介45

3.4.2 极距布置原则52

3.4.3 带约束的土壤反演54

3.4.4 水平多层土壤反演的群智能方法56

3.4.5 经典优化方法与群智能方法的联合应用61

3.5 MT法测量数据的反演技术64

3.5.1 MT法测量数据反演的目标函数64

3.5.2 MT法测量数据反演的测试算例65

3.6 本章小结68

第4章 入地电流引起的地电位畸变理论分析和数值计算70

4.1 引言70

4.2 直流接地极的仿真模型建立70

4.3 水平层状大地的地表电位分布理论72

4.3.1 计算水平多层土壤格林函数的智能复镜像法75

4.3.2 源层为首层时格林函数导数的推导和计算78

4.3.3 算例80

4.4 水平层状大地数值的奇异性问题81

4.4.1 奇异格林函数81

4.4.2 高阶复镜像法82

4.5 非层状大地模型的数值方法88

4.5.1 接地计算中边界元法的模型推导89

4.5.2 边界元自适应剖分方法90

4.5.3 尺度系数的取值91

4.6 地中电流及地表电位分布的影响因素及规律93

4.6.1 海洋—陆地地表电位分布93

4.6.2 存在山地情况下的地表电位分布94

4.6.3 存在江河情况下的地表电位分布95

4.7 算例分析96

4.8 本章小结99

第5章 交流电网直流电流分布计算模型101

5.1 引言101

5.2 交流电网直流电流网络模型的构建101

5.2.1 线路模型101

5.2.2 变电站模型102

5.2.3 其他电网部分的模型103

5.2.4 场路耦合模型的推导104

5.3 自耦变压器中直流偏磁的判断方法106

5.4 交流电网直流网络信息的实时采集108

5.4.1 获取交流电网接线信息的构思109

5.4.2 潮流计算简介109

5.4.3 潮流计算接口程序的开发110

5.4.4 在线信息管理系统的构思111

5.5 交流电网参数对直流电流分布的影响111

5.5.1 电网规模112

5.5.2 电网覆盖面积113

5.5.3 变压器参数113

5.5.4 110kV系统接地运行方式114

5.5.5 杆塔—避雷线系统对直流电流分布的影响114

5.5.6 变电站间互阻对直流电流分布的影响117

5.6 本章小结118

第6章 交流电网直流偏磁评估软件开发119

6.1 引言119

6.2 软件的架构设计119

6.3 软件的功能及界面120

6.3.1 输电线路模块120

6.3.2 变压器模块120

6.3.3 变电站模块124

6.3.4 杆塔—避雷线系统模块125

6.3.5 变压器风险评估模块125

6.4 数据库系统的开发129

6.5 用户快速查看数据接口程序简介131

6.6 与其他软件的对比验证135

6.6.1 与MATLAB SIMULINK的对比137

6.6.2 与PSCAD的对比138

6.6.3 与ATP的对比138

6.7 本章小结139

第7章 交流电网直流偏磁评估软件应用140

7.1 引言140

7.2 直流电流在交流电网中的分布140

7.2.1 天中直流工程背景资料140

7.2.2 哈密地区电网模型的建立141

7.2.3 土壤参数的选取143

7.2.4 各变电站与接地极的距离144

7.2.5 现场实测与理论计算分析144

7.3 接地极的影响分析147

7.3.1 接地极的位置影响147

7.3.2 接地极接地电阻的影响148

7.3.3 接地极选址的影响149

7.4 多源入地电流的影响151

7.4.1 天中直流工程入地电流单独作用151

7.4.2 酒泉—湖南直流工程入地电流单独作用152

7.4.3 两个直流工程入地电流共同作用152

7.5 本章小结153

第8章 结束语154

参考文献156