直流偏磁影响评估与治理技术
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直流偏磁对变压器的影响及防治措施作者:陈默来源:《科学与财富》2011年第04期[摘要] 随着直流输电系统的日益发展,直流输电距离不断加长,输送容量不断加大,直流偏磁对换流站周边的发电厂和变电站主变压器的影响也不断加剧,本文对直流偏磁产生的原因进行了说明,对现有主变压器直流偏磁抑制措施及优缺点进行了阐述,并对今后主变压器直流偏磁研究进行了展望。
[关键词] 直流偏磁对变压器的影响防治措施1直流偏磁产生的原因直流输电系统以输送距离长,输送容量大及损耗小等特点在中国得到越来越多的应用。
当直流输电系统在调试检修期间或发生故障时,将会以单极大地的方式运行。
这时,大地作为回流电路,可能会有高达数千安的直流电流流过。
直流接地极附近的电场分布由于流过直流电流而大大增加,接地极附近出现较高的地表电势。
随着距离的增大,地表电势逐渐降低。
由于不同地点间的地表电势不同,在这一地区的交流电网中,将会有直流电流从接地的中性点流入变压器再通过输电线路流向远方。
变压器绕组流过的直流电流导致运行中的变压器产生直流偏磁,给变压器本身和交流电网的安全运行造成不良影响。
2 直流偏磁对变压器产生的危害变压器直流偏磁是指直流电流从变压器的中性点流经绕组时,铁心内部产生一定的直流偏磁,使得励磁电流正负半周明显不对称,磁通发生偏移。
直流偏磁将周期性地加剧铁心磁密的饱和程度,它给变压器本身和交流电网带来如下问题:a.产生大量谐波变压器在直流偏磁下,其空载电流不仅含有大量奇次谐波,还含有直流分量和偶次谐波。
这将使变电站中,母线电压波形畸变,只是针对滤除奇次谐波电流设计的无功补偿用电容器组因过流而损坏,继电保护误动,合空载长线时产生持续过电压,单相重合闸过程中潜供电流增加,断路器恢复电压增高等。
b.无功损耗增加由于直流偏磁引起变压器饱和,励磁电流大大增加,使变压器的无功损耗增加,可能导致变电站母线电压下降。
c.局部过热变压器励磁电流的谐波高频成分在铁芯中产生更多的涡流损耗,铁耗增加;导线内由于集肤效应使铜耗增加。
直流偏磁对电力变压器的影响及其抑制方法由于“西电东送”的需要、工业和城市的发展,高压直流换流站、金属冶炼厂和轨道交通系统逐渐增多,导致直流偏磁与变压器振动等问题日趋严重。
系统分析了直流偏磁产生的原因,直流偏磁对电力变压器的影响,以及直流偏磁的抑制方法。
标签:直流偏磁;电力变压器;高压直流输电0 引言直流偏磁是指直流电流注入变压器绕组中,导致变压器磁通中产生直流分量而导致的一系列电磁效应。
近年来,随着高压直流换流站、金属冶炼厂和轨道交通系统逐渐增多,直流偏磁导致的变压器振动等现象逐渐增加且日趋严重。
1 直流偏磁产生原因1.1 地磁暴当太阳发生耀斑等剧烈活动时,太阳产生高温等离子体高速向地球运动,导致地磁场发生剧烈变化,使大地表面产生低频(0.001~1Hz)感应电动势(ESP),处于不同电位梯度的接地变压器通过输电线和大地形成回路,回路中流过感应电流(GIC),由于感应电流频率较低,相对于工频来说接近于直流,因此可使变压器产生直流偏磁现象。
1.2 高压直流输电高压直流输电(HVDC)系统由于具有造价低、损耗小、稳定性高等优点,在远距离、大功率输电中得到越来越广泛的应用。
当系统以单极大地回线方式或双极不平衡方式运行时,可能高达上千安的直流电流将通过换流站接地极流入大地,直流电流回路上的大地将产生电位梯度。
如果两个变电站均有变压器中性点接地并且其直流地电位有差异,直流电流将以变压器、大地和输电线为回路,从电位高的变压器中性点流出,从电位低的变压器中性点流进。
1.3 直流杂散电流杂散电流是指在设计或规定回路以外流动的电流。
直流杂散电流主要来源于轨道交通等直流电气化铁路、冶炼厂等直流电解系统和直流电焊系統等直流负荷。
直流杂散电流的流动导致回路上的大地产生电位梯度,不同电位梯度上的接地变压器中性点将流过直流电流。
2 直流偏磁对变压器的影响2.1 振动和噪音加剧当变压器中性点流入或流出直流电流时,直流电流将在铁芯中产生直流磁通,直流磁通与交流磁通叠加,使得一个半周的磁通大大增加,铁芯饱和,而另外一个半周磁通减小。
直流偏磁对变压器的影响及治理措施作者:占继宏邵崇军来源:《今日自动化》2020年第05期[摘要]直流偏磁是变压器运行的一种不健康状况,在基础上分析了直流输电单级大地运行导致的直流偏磁机理。
直流偏磁的出现会造成变压器的机械疲劳和绝缘损伤,且谐波对保护装置运行安全性产生了一定影响。
本文介绍了磁暴灾害和直流输电单极大地运行情况下,变压器的直流偏磁机理。
并重点分析了变压器直流偏磁下的次生灾害效应对变压器设备产生的不利影响,主要体现在变压器本体振动噪声增大、损耗温升增加造成的损伤,直流偏磁谐波对保护和无功补偿设备造成的误动和谐波放大影响,并从规划运行角度提出了预防和治理措施。
[关键词]变压器;直流偏磁;温升;振动噪声;谐波;磁暴灾害[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487(2020)05–0–03Influence of DC Deviation on Transformer and Its Control MeasuresZhan Ji-hong, Shao Chong-jun[Abstract]DC bias is an unhealthy condition of transformer operation.On the basis of this, the mechanism of DC bias caused by single stage earth operation of DC transmission is analyzed.The appearance of DC bias will cause mechanical fatigue and insulation damage of transformers, and harmonics will have a certain impact on the safety of protective devices.In this paper, the mechanism of DC bias of transformer under the condition of magnetic storm disaster and single pole operation of DC transmission is introduced.The adverse effect of secondary disaster on transformer equipment under DC bias is analyzed, which is mainly reflected in the damage caused by the increase of vibration noise and loss temperature rise of transformer body, the influence of DC bias harmonic on misoperation and harmonic amplification caused by protection and reactive power compensation equipment, and the prevention and treatment measures are put forward from the point of view of planning and operation.[Keywords]transformer; DC bias; temperature rise; vibration noise; harmonic; magnetic storm disaster由于我国能源分布处于“源荷割离”的现状,高压直流输电因其固有特点已广泛投入运行。
变压器直流偏磁产生原因、影响和防范措施发布时间:2021-03-24T02:58:55.152Z 来源:《河南电力》2020年9期作者:沈海峰[导读] 浙江省受一次能源匮乏等制约,外购电成为满足电力供应的重要保障。
(浙江浙能电力股份有限公司萧山发电厂)摘要:直流偏磁是指直流电流注入变压器绕组中,导致变压器磁通中产生直流分量而导致的一系列电磁效应,使变压器工作在非正常工作状态的现象。
随着直流输电系统的日益发展,直流输电距离不断加长,输送容量不断加大,直流偏磁对换流站周边的发电厂和变电站主变压器的影响也不断加剧,本文对直流偏磁产生的原因进行了说明,对现有主变压器直流偏磁抑制措施及优缺点进行了阐述。
关键词:直流特高压;直流偏磁;原因;影响;防范措施1.浙江省电网直流特高压发展情况浙江省受一次能源匮乏等制约,外购电成为满足电力供应的重要保障。
由于高压直流输电系统具有造价低、损耗小、稳定性高等优点,在远距离、大功率输电中得到越来越广泛的应用。
近年来,浙江省特高压直流系统发展迅速,供电能力和供电量持续攀升。
2014年7月,四川溪洛渡左岸-浙江金华±800千伏特高压直流输电工程(宾金直流工程)投产;2016年11月,宁夏灵州-浙江绍兴±800千伏特高压直流输电工程(灵绍直流工程)投产。
分析表1统计数据,2018年浙江省外购电力、电量分别达到3011万千瓦、1497亿千瓦时,分别占全省最高负荷及用电量的37.5%、33%。
其中宾金直流最大外购电力、电量分别为564.19万千瓦、257.17亿千瓦时;灵绍直流最大外购力、电量分别为752.25万千瓦、334.22亿千瓦。
宾金直流和灵绍直流的最大外购电力、电量分别占外购总量的43.72%,39.51%。
此外,浙江省还接受吉泉±1100千伏供电能力1200万千瓦的直流特高压分电。
另外,据了解四川白鹤滩至浙江±800千伏特高压直流规划于2022年投产,电力供应能力800万千瓦。
Power Technology︱224︱2017年7期简论直流偏磁对变压器的影响及治理方法黄克峰广州高澜节能技术股份有限公司,广东 广州 510663摘要:直流偏磁现象主要是:流经绕组的直流电流作为变压器励磁电力组成部分,其直流电流能够让变压器铁芯偏磁,使变压器特点发生变化,让原有磁化曲线区域部分移动至铁芯磁饱和区域,进而造成变压器振动增加。
本文介绍了直流偏磁对变压器的影响与治理方法。
关键词:直流偏磁;变压器;影响与治理;方法分析中图分类号:TM41 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2017)07-0224-01笔者以某企业±800kv 直流超高压直流输电线路为例。
该直流超高压直流输电线线路接地极附近,宾金直流工调试时,在不对称运行形式情况下,换流站接地极附近110kv、220kV、500KV 中性点接地运行的多台变压器出现噪音、振动等现象,检测中性点直流电流大者超过90A,远大于主变压器额定直流电流,现场测试变压器噪声超过100dB,运行状况恶劣。
直流偏磁问题严重影响变压器安全运行与使用年限,而影响企业生产安全。
所以,直流偏磁对变压器治理成为保证变压器安全运行必要措施。
1 变压器直流偏磁影响因素 我国交流电网中,高压变压器(110kV,220kV,330kV,500kV 等)中性点接地方式采用金属接地方式,高压电网线路通过变压器中性点金属接地。
如果交流电网中两个不同变压器中性点接地点的大地之间存在电位差,就会在这两个变压器及连接线路中形成直流电流。
直流电流从中性点流入变压器的三相绕组及输电线路,过程中,将在铁芯磁通内出现直流分量,而造成磁通偏差励磁电流高度发生变形,变压器发生直流偏磁问题。
电网实际运行中,有几个现象可以引起大地的地电位差。
第一,太阳等离子风活动造成“地磁暴”将在地表出现电势差,引起的地磁感应电流在中性点接地变压器中发生直流电磁。
第二,超高压直流输电不平衡运行,特别是单极大地回路作业过程中,直流输电线路向换流站的接地极注入大量直流电流,由于地电阻的存在,大地电位以接地极为中性呈环形分布,距离越近电位越高,引起的直流偏磁问题越大。
750kV某变电站主变直流偏磁分析及抑止措施探究摘要:本文针对750kV某变电站主变直流偏磁现象进行了详尽的分析,并提出了一系列有效的抑止措施。
通过实时监测主变直流电流,我们确定了直流偏磁的存在,并且表明该现象对变电站运行稳定性和设备寿命产生了负面影响。
随后,我们开展了对该现象的深度探究,并提出一种基于震动抑止的有效控制措施。
1.引言750kV某变电站作为电力系统的关键设施,起着重要的供电和变电功能。
然而,随着电力需求的不息增长,变电站运行稳定性和设备寿命等问题亟待解决。
直流偏磁现象是影响变电站正常运行的一个重要因素。
因此,对750kV某变电站主变直流偏磁进行深度分析并制定相应的措施,对于提高变电站的运行效率和可靠性具有重要意义。
2.直流偏磁的定义和原因直流偏磁是指主变中心抽头电气量瞬时值与直流重量之间存在较大差异的现象。
直流偏磁的主要原因包括主变饱和、系统过电压、电力负载波动等。
这些原因导致直流电流超过主变额定电流,从而引起直流偏磁现象。
3.主变直流偏磁的影响主变直流偏磁对变电站设备和系统稳定性产生了重要的负面影响。
起首,直流偏磁会导致主变电流增大,从而引起设备温度提高,缩短设备寿命。
其次,直流偏磁还会导致变电站电压稳定性下降,可能引发电压跳闸和电力系统不稳定问题。
因此,对直流偏磁现象进行分析并实行有效的抑止措施对于变电站的正常运行至关重要。
4.直流偏磁的分析方法为了准确分析直流偏磁现象,我们对750kV某变电站的主变进行了实时监测。
通过对主变电流曲线的测量和分析,我们确定了直流偏磁的存在。
同时,我们还测试了不同负载率下主变直流电流的变化状况,并对其进行了统计。
通过这些试验数据,我们得出了直流偏磁现象与负荷率和电力负载波动之间的相关性。
5.直流偏磁的抑止措施探究为了抑止直流偏磁现象的发生,我们提出了一种基于震动抑止的控制措施。
该措施基于对主变运行状态的监测,通过对主变抽头位置进行微小震动来抑止直流偏磁现象的发生。
一起电厂直流偏磁产生原因分析及治理措施摘要:2017年6月份酒泉-湖南±800kV特高压直流输电线路投入运行,对输电路径区域内的常德电厂主变压器产生了直流偏磁影响,分析了直流偏磁产生的原因和对变压器、接地网、继电保护的危害,为防止变压器直流偏磁采取的治理措施。
关键词:直流输电;直流偏磁;变压器;危害;治理0引言酒泉-湖南±800kV特高压直流输电工程2015年6月开工建设,计划2017年投入运行,这是湖南境内第一条落地的直流线路。
2017年3月及5月,±800kV酒泉-湖南线投产前,湖南省湘电试验研究院进行了直流偏磁试验,常德电厂#1、#2主变中性点均有直流电流通过且数值较大。
本文就常德电厂#1、#2主变直流偏磁产生原因进行了分析、采取的治理措施进行了阐述。
1直流偏磁现象及产生的原因1.1直流输电产生的直流偏磁随着我国高压直流输电技术的发展,至今已有多条直流输电线路投入运行,直流输电系统换流站的接地极附近有直流电位,该电位由注入电流的大小和该处的土壤电阻率决定。
在高压直流输电系统采用单极大地回路方式或双极不对称方式运行时,大地中回流的部分直流电流会通过接地中性点流入变电站的变压器绕组,从而引起变压器发生直流偏磁。
2直流偏磁的危害2.1对变压器的损害直流偏磁会引起变压器励磁电流大幅增加,铁芯饱和程度加深,漏磁通加大,使其绕组、铁芯、油箱和夹件的涡流损耗增加,进而引起变压器顶层油温和绕组温度增加,导致局部过热。
漏磁通的大幅增加,也会导致绕组电动力增大,使变压器振动、噪声加剧。
在偏磁电流的长期作用下,会使变压器的机械性能、抗短路能力下降,从而在变压器遭受外部突发短路故障时,引发更大的电力事故。
2.2对变电站接地网的腐蚀我国接地网所用材质主要为普通碳钢,当直流输电单极运行时,直流接地极电流会对邻近变电站接地网造成电化腐蚀,缩短接地网的使用寿命。
由于接地网埋于地下难以直接监测,当地网满足不了热稳定要求时,无法承受雷电冲击或短路事故形成的大电流。