地磁感应电流对我国电网影响与监测问题研究.pdfVIP

电力系统灾变防治和经济运行重大课题部分专题蜃第九届全国电工数学年会论文集 地磁感应电流对我国电网影响和监测问题研究 刘连光 张建华 华北电力大学(北京)，北京102206 摘 要 地磁感应电流(简称GIC)对电力系统可能造成的有害影响，国外很多国家进行过大量的研究，但 在固内开展的不够广泛。随着我国大电网系统的小断发展，将彤成人量东西走向的超商压、人容量、远 距离输电线路。我国部分地区的地理位置和地质条件与受到过GIc影响的一些国家相似，我国电网是否 存在GIC问题需要进行研究。本文在对电网GIC机理特征、我国电网的可能影响分析基础上，提出先从 监测入手研究我国电网G[C问题，同时对电网GIC的测量方法、监测系统的设计等问题进行了论述。 关键词：输电线路系统稳定地磁感应电流GIC测量．， ^ 1 引言 地磁扰动引起的地磁感应电流(简称GIC)可能对电力系统造成的影响和危害，早已为人们 的最严重的一次停电事故，整个魁北克电力系统瘫痪近9小时，造成了巨大的经济损失。事故 和大量文献分析表明，在高纬度地区、东西走向的长距离输电线路容易遭受GIC的影响“”1。 随着我国西电东送、南北互供、全国联网战略逐步实施，以及三峡电力系统的建成，500KV 及以上线路将成为我国电网的骨干网架。我国水力和煤炭资源分布在中西部地区，电网建设将形 成大量东西走向的大容量、远距离输电线路。我国西北和东北地区地质复杂、纬度偏高．东西走 向的长距离输电线路是否存在GIC问题应当引起关注。这些线路输送功率较大，线路一旦跳闸将 会给系统造成非常严重的瞬时冲击，可能导致系统稳定破坏或大停电事故，魁北克电网大停电就 是一个实例。 GIC对电力系统安全稳定运行的影响和危害问题，除天滓大学进行过比较深入的研究外，国 内开展的不够广泛。随着我国大电网系统的日益发展和安全稳定运行妾求的不断提高，保证大电 网系统安全稳定运行成为重要研究课题，而我国那些地区可能存在GIC、是否会对电网运行造成 影响等问题有必要进行研究。本文在对电网G1c特征、影响等f司题分析基础上，提出先从监测入 手研究我国电网GIC问题，同时对GIC测量方法、监测装置设计要求等问题进行了论述。 2电网GIC机理和特征 太阳耀斑爆发导致的地磁暴，会使地球表面磁场发生变化。在变化的地球磁场作用下，在土 壤电阻率较高地区可诱发每公里几伏到十几伏，持续时间从几分钟到几小时的地面电势。在高压 输电系统中，由于变压器中性点直接接地，地面电势会在高纬度地区、东西走向、长距离输电线 路与大地形成的回路中产生GIC，如图1所示。 -】38． 地磁感应电流对我国电网影响和监测问题研究 地面电势作为电压源加在输电线路两端变 压器中性点之间，产生的6IC在变压器和三相 输电线路中流动，地面电势越大、输电线路越 长，产生GIC越大。6IC的变化频率一般在 0．001Hz～O．1Hz之间，与电网5删z的交流电 相比，GIC可看作为一准直流电‘””1。这种特征 r… 的GIC如果过大，会造成变压器铁心半波高度 图l输电线路GIC原理图 饱和，这将给电网中变压器、电流互感器、保 SchematicofGlCin Fig．1 diagram powers1)stcm 护装置等设备正常运行带来～系列有害影响， 对系统安全稳定运行构成威胁。 电网GIC的大小除与磁暴强弱、所处纬度、线路长短相关之外，还受土壤电阻率，线路参数、 变压器铁芯结构、接地方式等因素的影响。随着我国大电网系统的日益发展，已经建设有大量东 西走向的大容