直流偏磁抑制

综述 2021年国家电网公司配网物资协议库存招标共有辽宁、甘肃、宁夏、上海、青海、福建、江西、山西、新疆、黑龙江、重庆、陕西、北京、江苏、河北、河南、湖南、四川、浙江、山东、蒙东、湖北、天津、冀北等24个省份参与。本报告统计物资类别为配网物资协议库存招标中设备部分，所有物资类别均仅统计2017-2021年国家电网公司配网设备协议库存招标中该类别的数据。 2021年国家电网公司配网设备协议库存各批次招标中，第一次招标上述省份均有参与；第二次招标除辽宁、青海外，其余22个省份均有参与；第三次招标共有甘肃、上海、福建、江西、陕西、江苏、四川等7个省份参与；新增批次共有福建、北京2个省份参与；第二次新增共有辽宁、重庆2个省份参与；第三次新增、第四次新增均仅有上海1个省份参与。 　　除上述批次外，本报告统计数据还包括国网黑龙江省电力有限公司2021年四煤城三供一业改造项目配网物资协议库存招标采购项目（5月10日招标）、国网内蒙古东部电力有限公司2021年配网工程物资公开招标采购（8月4日招标）、国网山东省电力公司2021年配网高效节能变压器物资协议库存招标采购项目（10月15日招标）招标物资均以“其他批次”数据进行统计。 　　由于截至报告编写时，国网陕西省电力有限公司2021年第三次配网设备材料（含其他）协议库存集中招标采购项目尚未开标，故该批次所涉及物资的中标企业数据并不包含本批次招标数据。 　　《电力行业关键设备供需统计分析报告2022——配网设备协议库存篇》共统计配电变压器、箱式变电站、柱上变压器台成套设备、调压器、高压开关柜、高压计量柜、低压电容器柜、低压开关柜、环网柜、环网箱、配电箱、柱上负荷开关、断路器、隔离开关、互感器、交流避雷器、高压熔断器、小电阻接地成套装置、柱上无功补偿成套装置、串联补偿装置、直流偏磁抑制装置、低压屏（柜）、箱、电缆分支箱、穿墙套管、接地短路故障指示器、数据采集终端、配电终端等27个物资类别。其中，串联补偿装置、直流偏磁抑制装置、穿墙套管、数据采集终端为新增物资类别，电能计量箱并入低压屏（柜）、箱章节进行统计。

“配网协议库存篇”跟踪统计分析了2018-2022年国家电网公司配网设备协议库存的采购情况，共统计配电变压器、箱式变电站、柱上变压器台成套设备、调压器、高压开关柜、高压计量柜、低压电容器柜、低压开关柜、环网柜、环网箱、配电箱、柱上负荷开关、断路器、隔离开关、互感器、交流避雷器、高压熔断器、小电阻接地成套装置、柱上无功补偿成套装置、单台电容器、直流偏磁抑制装置、低压屏（柜）、箱、电缆分支箱、穿墙套管、接地短路故障指示器、数据采集终端、配电终端等27个物资类别。其中，单台电容器为新增物资类别。

电力变压器作为电力系统最重要的设备之一，长期以来国际标准都由欧美主导。本标准是中国首个主导制定的电力变压器领域IEC标准，实现了中国在电力变压器传统领域国际标准零的突破，代表了世界变压器直流偏磁治理的最高技术水平。该标准规范了世界范围内直流偏磁抑制装置的选型、制造、运行及维护原则，解决了长期以来交直流混联大电网受直流偏磁危害却又缺乏有效治理方案和装备的世界性难题，有效降低了由此带来的设备故障和电网停电的风险；铸就了国产变压器中性点偏磁抑制装置等重要装备的制造能力，带动了装置上下游制造业发展，实现了中国电力装备领域的新突破。 该标准系统地提出了综合设计校核、选型选用、运行维护和监测评估要求的直流偏磁治理方案，并创新提出了电阻型和电容型两种大容量直流偏磁抑制装置的技术参数、基于网络治理理念的抑制装置选用原则和计算校核方法、抑制装置的试验项目及参数，为全过程解决直流偏磁影响问题提供了标准依据。 直流偏磁会造成变压器振动和噪声加剧、电网谐波增加等影响。国内外已发生多起电力设备故障，甚至导致大面积停电。中国已建成世界规模最大的超特高压交直流混联电网，面临巨大的直流偏磁影响威胁。项目组攻克了直流偏磁治理关键技术，成功治理了复奉、锦苏等数十条直流输电引起的直流偏磁影响。在国家重点研发计划《战略新兴产业关键国际标准研究》的支持下，在3年内完成IEC TS 60076-23。相关成果共获授权发明专利8项，实用新型专利35项，发表论文11篇，成果经第三方技术鉴定，达到国际领先水平。 项目组首次在欧美垄断的IEC电力变压器技术委员会主导编制标准，并成立WG33工作组，赢得了国际话语权。本标准填补了国际直流偏磁治理领域标准化的空白，形成了从企标、行标、国标到国际标准的全套标准体系。相比国外IEEE报告，本标准适应性更强，操作性更强，安全和经济性更高，已被英国、挪威等国转化采用。标准涉及的成果已在我国电网工程中得到广泛应用，国内相关设备主流制造厂家均参照本标准，符合标准的装置2年累计实现销售额5612万元。治理方案有效抑制了直流偏磁对电网的影响，每年减少不必要的停电损失7.15亿元，并防范了直流偏磁带来的环境噪声影响，保障了我国交直流混联电网的安全、经济和绿色运行，效益显著。随着“一带一路”建设，中国直流输电技术正向全球输出，本标准将为世界范围直流偏磁治理提供中国方案，为中国制造走向世界提供坚实保障。

本项目成果首创海陆联合场路模型，计算地中电流分布，校核抑制措施效果。基于网络治理理念，提出“疏堵结合、合理分配、区域电网内各电压等级相互协调”的抑制装置布点方法，为工程设计和选型提供依据。首次提出两种外接大容量电阻型和电容型抑制直流偏磁装置的技术规范，并形成3大类、7个型号装置产品的制造能力。综合各国电网实际运行情况，统一了直流偏磁抑制装置的电气试验和功能检测的关键技术参数，有效提升标准的适用性和可操作性。首次提出直流偏磁影响治理标准，形成全过程治理体系，解决了超特高压交直流混联电网直流偏磁治理的世界性技术难题。采用项目成果，避免为抑制直流偏磁影响采用金属回线运行方式而增加的线路损耗，每年可减少售电损失71586万元，新增利润17897万元。在金华、南浔、练塘、龙兰、凤鸣等变电站，安装了45台电阻型限流装置，销售额总计2758万元；在新疆及西北地区等能源中心，安装近40套电容型隔直装置，累计销售额约2854万元；总计5612万元。

交直流的混合传输会在电网中性点接地的变压器产生电磁偏振作用。本文主要研究的直流偏磁抑制措施是串联电阻的方法，针对现在广东电网常用继电保护装置的特征，通过数学建模和网络结构分析得出母线短路电流、母线零序电压标幺值、中心点零序电压标幺值和非故障相（B相）零序电压标幺值的变化情况，分析得出了采用串联电阻的方法直流偏振抑制措施对广东电网继电保护影响规律。同时也为广东电网变电站直流偏磁装置的安装的安全评估提供了参考。