变压器直流偏磁抑制方法的应用分析
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抑制变压器直流偏磁风险的新构思摘要:变压器直流偏磁的抑制措施是治理直流输电对交流电网不利影响的重要手段。
本文从分析现有的常规抑制方法出发,从均衡地表电位的角度提出抑制变压器直流偏磁风险的新构思。
采用分布式接地极可以在一定的程度上均衡地表电位从而缓解直流偏磁危害。
关键词:直流输电;直流偏磁;抑制措施;分布式接地极;均衡地表电位1 前言在我国直流输电工业蓬勃发展的今天,直流输电在非正常工况下的高幅值入地电流给交流电网内变压器带来了严重的直流偏磁危害,造成变压器谐波、振动、噪声和过热等问题,对变压器本体、继电保护设备和无功电容器造成严重的影响[1-2]。
入地直流电流引发变压器直流偏磁危害,故目前研究偏重于直流分布机理模型与仿真分析,研究结论认为过高的大地电阻率和庞大的交流电网是变压器直流偏磁危害的成因[3]。
采用抑制是治理变压器直流偏磁危害的最有效途径。
目前以变压器中性点串联电阻[4]/电容[5]方法、变电站接地网注入直流电流[6]等方法最为常见。
这些治理方法在取得良好应用效果的同时,也存在对交流电网内其他变电站的不利影响:如某一站点采用抑制措施后,与之有线路连接的变电站可能会出现变压器中性点直流电流增大的现象[7]。
尽管如此,交流电网总体的直流电流分布在采用抑制措施后仍显现总体下降趋势。
目前抑制措施仍然存在一定的局限性:变压器中性点串联抑制设备是单体方法,一台变压器需要对应一套设备,变压器中性点串联设备的制造和维护的成本巨大。
同样地,电流注入法是电位补偿方法,虽然一个变电站对应一套电流注入设备,但是其制造和维护的投资也是十分巨大的。
本文先对直流偏磁的常规抑制手段作补充分析,进而从直流极和变压器直流磁动势的角度探讨抑制变压器直流偏磁风险的新构思。
2 常规抑制措施的补充除去变压器中性点电阻/电容法、电流注入法外,其他的常规抑制方法主要有:变压器经小地网接地[9]2.1 变压器经小地网接地变压器经小地网接地方法的原理图如图3所示。
SPWM全桥逆变器输出变压器直流偏磁的抑制相对半桥逆变器而言,SPWM全桥逆变器的开关电流减小了一半,因而在大功率场合得到了广泛应用。
在SPWM全桥逆变器中,为实现输入输出之间的电气隔离和得到合适的输出电压幅值,一般在输出端接有交流变压器。
在SPWM控制的全桥逆变器中,因各种不可预见的因素,会导致输出变压器存在直流分量,引起单向偏磁现象。
偏磁可以说是SPWM全桥逆变器中的一种通病,只是在不同的场合严重程度不同而已。
变压器的偏磁,轻则会使变压器和功率半导体模块的功耗增加,温升加剧,变压器机械噪音大(变换器开关频率或调制频率在音频范围内时),严重时还会损坏功率模块,直接威胁到系统的正常运行。
为了防止或减少变压器中的直流分量,本文以逆变桥各桥臂与中点直流电压及变压器原边的直流电流作为反馈量来抑制直流偏磁。
采用这种方法设计的电路,经在1 0kHz/15kW的全桥逆变电源中应用,证明该电路有效、实用。
高频变压器偏磁机理偏磁是指加在变压器两端的正反向脉冲电压的伏秒乘积不等,从而造成变压器磁芯的磁滞工作回线偏离坐标原点的现象。
工作时变压器的磁感应强度可表示为:励磁电流Iμ的变化率为:式中,U1为变压器初级电压;Ae为铁心截面积;N1为初级绕组匝数;L0为变压器铁芯磁路长度;μ0为空气磁导率;μr为变压器铁心相对磁导率。
在SPWM全桥逆变器中,由式(1)可知,若输出变压器初级电压正负半周波对称,则正负半周波伏秒积相等,其正反向最大工作磁感应强度Bmax也相等,铁芯磁工作点沿着磁滞回线以中心对称地往复运动。
由图1所示的变压器磁芯磁化曲线可见,此时没有偏磁存在。
反之,若输出变压器初级电压正负半周波不对称,正负半周波伏秒积不相等,则正负半波磁感应强度幅值也不同,磁工作区域将偏向第一或第三象限,即形成直流偏磁。
从而导致变压器铁芯饱和,偏磁的持续积累最终会使铁芯进入深度饱和,磁工作点进入非线性区,铁心相对磁导率?滋r迅速减少。
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。
直流偏磁抑制装置在220kV变压器中的应用根据磁链守恒原律,采取磁势等效法将串联绕组的电流等效为全绕组电流,解决了220kV变压器在采用隔直设备后直流电流由交流系统流入串联绕组的风险评估问题,拓展了《高压直流接地极技术导则》对直流偏磁影响的评估范围,保障了220kV变压器的安全运行。
标签:接地极;直流偏磁;直流偏磁抑制装置;安全0 前言±800kV哈密-郑州特高压直流工程(下简称天中直流),是国家实施“疆电外送”战略的第一条特高压直流输电工程输电线路,起点在新疆哈密南部能源基地,输电线路全长2210公里,输电能力将达800万千瓦,成为连接西部边疆与中原地区的“电力丝绸之路”,承担着新疆火电、风电打捆外送的重要任务,具有远距离、大容量、低损耗、环保、节约土地资源等优点,有利于促进新疆能源基地的开发利用,实现大煤电的集约化开发,提高能源资源的开发和利用效益,缓解中东部地区的缺电局面。
1 直流偏磁的处理措施根据“新电办会(2014)111号文件-国网新疆电力公司直流偏磁治理措施讨论会会议纪要”内容,“220千伏能节烟墩北、山北变及天光电厂需对中性点接地进行隔直处理,即加装变压器中性点隔直装置”。
设备选型为安徽正广电电力技术有限公司生产的KLMZ型变压器中性点直流偏磁监测及隔离接地装置,该装置是安徽正广电与新疆电科院共同研制的产品,通过了西高所型式试验,获得型式实验报告。
通过高精度的16bit直流电流采样技术,配合一阶滞后滤波法和加权滑动平均滤波法来处理采样信号,提高了小电流测量精度;通过隔直电容器并联氧化锌阀片和高速旁路开关,一方面实现了对变压器中性点直流电流的隔离,另一方面在系统发生不对称短路时,触发氧化锌导通以限制电容两端的电压,并在短路电流的第一个过零点时刻,通过高速旁路开关相控合闸将短路电流分流到开关里,实现了对隔直电容器和氧化锌的保护。
2 改造方案下图安徽正广电生产的KLMZ型隔直装置的一次原理图。
直流输电及磁暴引起的变压器直流偏磁问题的研究引言随着电力行业的发展,直流输电技术成为了越来越多国家和地区的选择。
与交流输电相比,直流输电具有输电损耗小、传输能力强、对输电线路的限制小等优势。
直流输电系统中存在着一些问题,其中之一就是直流偏磁问题。
磁暴引起的地磁扰动也会对变压器产生直流偏磁影响。
为了解决这些问题,需要开展深入的研究和分析。
直流输电系统中,由于负极极性与地之间存在电位差,形成了直流地极电流。
这些地极电流会通过地线或其他途径进入交流系统,对变压器绕组产生直流偏磁。
当变压器绕组出现直流偏磁时,会引起线圈饱和、谐波失真、过热甚至损坏等问题,对输电系统的安全稳定运行会产生不利影响。
为了解决直流输电引起的变压器直流偏磁问题,研究人员提出了一系列解决方案。
通过在变压器绕组中设置直流补偿线圈、采用特殊的变压器结构设计、增加屏蔽结构等方法来减少直流偏磁对变压器的影响。
也可以通过改变输电系统的接地方式、增加电位补偿装置等手段来减少直流地极电流的产生,从而减少直流偏磁的影响。
二、磁暴引起的地磁扰动对变压器直流偏磁的影响磁暴是指地球磁层发生剧烈扰动的现象,通常由太阳风携带的高能粒子或太阳耀斑等引起。
磁暴期间,地球磁层会发生剧烈的扰动,导致地磁场的短时变化。
这种地磁扰动也会对变压器产生直流偏磁的影响。
研究表明,磁暴期间地磁场的瞬时扰动会导致变压器绕组产生直流偏磁。
这是因为地磁扰动会诱发变压器绕组中感应电动势,产生交流磁通变化,从而引起绕组中的直流偏磁。
在磁暴期间,变压器直流偏磁的影响可能会比平时更为显著,对变压器的稳定运行造成一定影响。
针对磁暴引起的地磁扰动对变压器直流偏磁的影响,需要加强对变压器的监测和控制。
可以通过增加磁暴监测系统,及时预警并采取相应的调整措施,减少变压器直流偏磁的影响。
还可以通过优化变压器设计,增加屏蔽结构等方式来减少地磁扰动对变压器的影响。
三、研究展望结论直流输电及磁暴引起的变压器直流偏磁问题对电力系统的安全稳定运行具有一定的影响。
直流偏磁对500kV变压器运行影响的分析及处理摘要:高压直流输电在“单极-大地回路”运行方式下,通过换流站接地极流入大地中的直流电流会产生直流偏磁,直流偏磁对周围运行的变压器可能带来不利影响。
南方电网普桥直流输电工程受端距离阳江核电厂较近,在普桥直流输电工程入运行调试前,测试了对阳江核电厂500kV主变压器的影响情况。
最终阳江核电厂在主变压器中性点接地回路上加装了一套抑制直流偏磁装置,解决了问题。
关键字:高压直流输电;直流偏磁;主变压器中性点;噪声;振动一、直流入地电流对中性点直接接地变压器的影响原理介绍高压直流输电在系统调试与故障情况下会处于“单极-大地回路”运行方式,此运行方式以大地为回路,电流由接地极流入大地,这些电流在地中形成的电流场在很大范围内造成了地电位明显的差异,即各变电站之间存在地电位差,当变电站变压器中性点接地时,交流系统中就会有直流电流流过[1]。
原理如图1所示:图1 直流入地引起主变压器直流偏磁现象原理图在图1中,当直流输电系统通过接地极向大地流入直流电流(Ie)时,在接地极周围会产生直流地表电位,离接地极近的A变电站地电位比离接地极远的B变电站的地电位要高,形成电位差。
当相互联络A、B变电站中的变压器中性点直接接地时,处于不同直流电位的A、B变电站会经输电线路、变压器绕组及大地构成直流回路产生直流。
直流电流流入变压器绕组时,会在变压器铁心内部产生一定的直流磁通,使变压器主磁通在正负半周明显不对称,发生偏移,从而产生直流偏磁。
二、直流偏磁对在运变压器的危害直流分量通过变压器中性点或者输电线路流入变压器绕组时,给变压器励磁电流叠加一个直流分量,在变压器铁心内部产生一定的直流磁通,使变压器主磁通在正负半周明显不对称,发生偏移,产生直流偏磁。
直流偏磁导致励磁电流工作在励磁特性曲线的饱和区,从而使得励磁电流发生畸变,如下图2所示:图2 直流偏磁对励磁电流影响示意图励磁电流波形的畸变对变压器的影响主要在如下几个方面[2]:(一)变压器噪声和振动增大。
抑制变压器直流偏磁的措施如果变压器励磁电流中出现了直流分量,这种现象被称为变压器直流偏磁,它是变压器的一种非正常工作状态,本文针对直流偏磁现象进行了初步研究,分析了其出现的机理,概括性地总结了直流偏磁对变压器及电网造成的不良影响,比较完整地提出了一些目前普遍使用的措施。
标签:直流偏磁;变压器;中性点引言直流输电的运用带来了更多变压器直流偏磁的问题,尤其是以大地返回方式运行的直流输电系统,其接地极电流会通过变压器中性点流过变压器绕组,从而使变压器发生直流偏磁现象,导致变压器出现噪声增加、铁心过热等危害,严重时甚至威胁到了电网的安全运行。
因此,如何有效抑制电力变压器中的直流偏磁现象受到国内外的普遍关注。
1直流偏磁的产生机理在高压直流输电过程中,直流偏磁的产生原因有两种:一种是交直流电网共同运行的时候,特别是当高压直流输电采用单极大地回路方式运行的时候,如图1所示,由于各个接地点之间存在一定的电位差,变压器一次侧的接地点会流入一定的直流电流。
另一种是太阳耀斑活动导致地磁暴时,变压器接地极会产生地磁感应电流,其频率在0.001Hz~0.01Hz之间,与直流电流非常相似,其幅值一般为10A~15A,甚至最高可达到200A。
2 直流偏磁对变压器的不利影响直流偏磁对变压器的影响有很多,其危害也是不可小觑的。
由于直流励磁电流的注入,铁心磁通密度增加,励磁电流产生畸变,产生大量谐波分量。
大量谐波分量的产生导致变压器损耗增加、温升增加、引发局部过热。
并且导致变压器磁滞伸缩加剧,噪声增大。
同时漏磁通增加,导致绕组电动力增加,使变压器振动加剧,这比噪声更加严重,可能会导致变压器内外相关部件松动、绕组绝缘的磨损,对变压器绝缘和抗短路冲击能力会有较大损害。
此外,谐波流入系统后会引起交流系统电压波形畸变,导致继电保护误动。
直流偏磁还会造成无功补偿装置过载或电力系统电压下降,严重时会使电网崩溃。
3 抑制直流偏磁的措施3.1 中性点注入反向直流电流。
500kV变压器直流偏磁产生原因及抑制措施在当前直流输电系统迅猛发展形势下,输电容量持续增长,输电距离日益增加,直流偏磁变电站500主变压器的影响也在持续恶化。
文章在阐述了500kV 变压器直流偏磁产生原因和机制的基础上,对500kV变压器直流偏磁潜在威胁和抑制措施进行了分析。
标签:500kV变压器;直流偏磁;影响;措施1概述电力系統中直流输电系统以输送容量大、距离长、损耗小等优点在国内得到广泛实施。
但是,当直流输电系统产生故障或事故时,直流输电系统将会按照大地回流方式(包括单极大地回线方式及双极不平衡方式)运行,甚至会有高达数千安的直流电流流过的可能,在直流输电系统产生故障的交流电网中,就会存在直流电流从接地的中性点流入500kV变压器后,继续经由输电线路输送向远方,给500kV变压器本身和交流电网系统的安全稳定运行造成恶劣影响[1]。
2 500kV变压器直流偏磁产生原因解析500kV电力变压器的磁动势和磁通出现直流分量导致变压器铁心半周磁饱和,以及由此引起的一系列电磁效应的现象称为“直流偏磁”。
由于500kV电力变压器的原边等效阻抗对直流分量仅表现出电阻性质,而且很小。
由此就导致了微小的直流分量就会在电力绕组中形成较大的直流激磁磁势,并与交流磁势一起作用于500kV电力变压器原边,导致500kV电力变压器铁心的工作磁化曲线发生明显偏移,出现关于原点不对称,即变压器偏磁现象。
以下两种原因可能会引起在线运行的500kV电力变压器绕组内产生较大的直流原因:2.1太阳活动产生的地磁“风暴”地磁场与太阳等离子风的活动相互影响产生地磁“风暴”,地球表面将由于地磁场的活动产生电位梯度,地磁风暴及地面电导率的严重程度决定了其大小,当中性点接地的500kV电力变压器时受到低频、具有一定持续时间的电场作用时,就会产生频率在0.01~1Hz之间的地磁感应电流(可近似看成直流)。
它持续时间短,但值较大。
2.2单极运行方式交流与直流输电线路的并行运行和交流网络中存在的不对称的负载。
1000kV特高压变压器直流偏磁的研究与抑制摘要:近年来,超高压直流输电以其高效、经济性的特点在我国长距离输电中得到应用,我国超高压直流输电技术已达到了国际领先水平。
随着越来越多的直流输电线路投入运行,我国电网呈现交、直流系统共存的新局面。
直流输电单极大地回路以及双极不平衡运行方式下,将会导致电网内距离直流换流站较近的交流变电站变压器压器中性点直流电流过大。
直流偏磁现象造成变压器噪声增大、振动加剧、系统谐波、损耗增加、线圈过热等问题的出现等,严重时能造成变压器损坏。
关键词:特高压变压器,直流偏磁,偏磁电流,隔直装置。
引言:本文介绍了直流偏磁产生的原因以及对交流变压器的影响,通过计算偏磁电流值分析是否需要增设隔直装置,并比较不同原理变压器中性点隔直装置优缺点,总结了电容器隔直装置对直流偏磁的抑制效果,提出解决方案和措施。
1、研究背景锡盟江苏泰州±800kV特高压直流输电工程接地极位于内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市朝克苏木境内。
大唐锡林浩特电厂位于朝克接地极南59.8km、西15.8km处,与1000kV胜利变连接。
1000kV胜利变位于朝克接地极南53.4km、西3.5km处。
当直流系统单极-大地回路方式运行时,6250A的直流电流在1000kV胜利变和大唐锡林浩特电厂形成不同的地电位,如果两端变电站均没有采取隔直措施,将在该两端变压器中流过直流电流,对变压器铁芯构成直流偏磁。
大唐锡林浩特电厂主变为特变电工沈阳变压器集团有限公司生产的DFP-270000/1000型单相电力变压器,正常在5分接位置运行,额定容量270MVA,额定电压(1100/-4×1.25%)/22 kV,高/低压侧额定电流447.5/12272.7A,接线组别为YNd11(三相),短路阻抗14.18%。
高压绕组单相直流电阻为0.9750Ω,低压绕组单相直流电阻为0.0007247Ω,接地网工频接地电阻为0.2Ω。
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。
变压器直流偏磁抑制措施的经济技术分析文章简单介绍了小电阻法、电容隔直法、电位补偿法及直流电流注入法四种直流偏磁电流的抑制方法;对这些方法的优点、缺点进行分析与比较,对于不同的场合、不同的技术要求给予了不同方法的选择建议。
文章可用于学者研究交流系统抑制直流偏磁电流措施的参考。
标签:直流输电;变压器;直流偏磁;抑制;比较直流输电系统单极大地回线方式是一种故障应急运行方式,当直流输电系统某极发生故障时,常采用此方法进行应急处置。
这种大地回流方式经常会有发生,难以避免,一般用于单极建成初期的运行,是导致交流电网中性点接地变压器产生直流偏磁的主要原因。
这种事故发生会带来一系列的问题,例如,主变噪声、波形畸变、主变故障和电容器组损坏等。
因此,对于变压器直流偏磁问题的抑制措施的研究十分重要,这种措施技术在交流系统中有重要的应用价值。
以下对直流偏磁电流抑制方法进行简单说明与对比。
为了避免接地变压器由于中性点流入直流电流导致的直流偏磁问题,常采用以下几种方法来进行控制。
1 串小电阻法这种方法是通过串入限流小电阻来保护高电压旁路的过程,这个小电阻要串联在变压器中性点与变电站地网之间。
这种方法的优点主要有两点,一是投资小,费用较低;二是此装置为无源装置,结构相对简单,安装、运行与维护都比较容易。
这种方法的缺点相对较多,主要表现在以下几方面:一是此方法不能消除中性点的直流电流;二是有些系统内,串联的电阻阻值较大,会导致变压器中性点接地效果不好;三是中性点串入电阻,影响系统的零序参数,从而影响继电保护;四是电阻的串入,也影响着方向保护的灵敏度;五是当系统故障时,采用旁路装置对该电阻旁路,则会造成系统接地阻抗不连续,从而导致继电保护配置复杂化;六是当电网系统结构发生变化时,例如增加或减少变压器等,就需要重新计算接地电阻值,更换串接电阻。
2 直流电流反向注入法这种方法通过改变变压器中性点电位以全部或部分消除流入变压器绕阻的直流电流,操作方式是通过在变压器中性点串入一个可控反向直流电流源、在变电站地网与辅助接地极之间注入直流电流来完成。
大型电力变压器直流偏磁的影响和抑制方法摘要:近年来,超高压直流输电以其高效、经济性的特点在我国长距离输电中得到应用,我国超高压直流输电技术已达到了国际领先水平。
随着越来越多的直流输电线路投入运行,我国电网呈现交、直流系统共存的新局面。
直流输电单极大地回路以及双极不平衡运行方式下,对于交流输电系统中变压器影响问题日益严重。
监测变压器直流偏磁状况及解决直流偏磁对变压器的影响,已经成为越来越多的学者和专家的共识。
如何有效的抑制大型电力变压器的直流偏磁现象,并且降低直流偏磁现象造成的设备运行异常现象,成为当前大型电力变压器应用单位发展中主要面临的问题。
关键词:变压器中性点;直流偏磁;直流电流;抑制措施1 电力变压器直流偏磁产生的原理直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态,当直流输电线路单极大地运行时,接地极电流通过交流系统的变压器中性点流入交流系统,随着其电流的增加,励磁电流波形发生畸变,主要是正负半周不对称。
与直流同向的一边,由于铁心过度饱和,电流波形变为尖顶波;与直流反向的一边,铁心的饱和度下降,励磁电流幅值变小,呈现平顶波,此现象严重影响了交流系统的安全稳定运行。
其次太阳表面剧烈的耀斑活动会使地球产生极光电流,从电磁理论可知,这些变化的极光电流能产生扰动电磁场。
从而在地表面上产生电位差,也即所谓的地面电势(ESP)。
该地磁感应电流经过变压器接地中性点,同样引起变压器的偏磁问题。
2 直流偏磁对变压器的危害变压器绕组中有直流分量流过时,这些直流磁通造成变压器铁芯严重饱和,励磁电流高度畸变,产生大量谐波,变压器无功损耗增加,金属结构件损耗增加,导致局部过热现象,破坏绝缘,损坏变压器或降低使用寿命。
严重时甚至引起系统电压降低,系统继电器误动作,严重影响变压器的安全运行。
变压器直流偏磁所带来的危害主要有以下几个方面:1)噪音增大变压器线圈中有直流电流流过时励磁电流会明显增大。
对于单相变压器,当直流电流达到额定励磁电流时,噪音增大10dB;若达到4 倍的额定励磁电流,噪音增大20dB。