直流輸電及磁暴引起的變壓器直流偏磁問(wèn)題的研究

田威 陶修哲

摘 要：在現(xiàn)階段的發(fā)展過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)能源的支撐，為了能夠更好的解決我國(guó)的能源分布不均的情況，實(shí)現(xiàn)我國(guó)的西電東送，全國(guó)聯(lián)網(wǎng)等電力發(fā)展戰(zhàn)略，直流電現(xiàn)階段已經(jīng)扮演著越來(lái)越重要的角色。通常直流電的能夠幫助輸送大容量、遠(yuǎn)距離的電力輸送，但是，對(duì)于直流輸電和磁暴的運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生電位差或者變壓器直流偏磁等狀況出現(xiàn)，導(dǎo)致出現(xiàn)變壓器電流畸變、諧波提升、鐵芯高度飽和等問(wèn)題出現(xiàn)，本文將針對(duì)直流輸電以及磁暴引起的變壓器直流偏磁問(wèn)題進(jìn)行分析研究，以期望能夠進(jìn)一步提升電力輸送效率。

關(guān)鍵詞：直流輸電;磁暴;變壓器直流;偏磁研究

一、由于直流偏磁產(chǎn)生的對(duì)于變壓器的危害

當(dāng)變壓器繞組中出現(xiàn)有直流分量的情況流過(guò)時(shí)，這些直流磁一般會(huì)造成遍野器的鐵芯出現(xiàn)嚴(yán)重的飽和情況，其中，勵(lì)磁也會(huì)出現(xiàn)電流的嚴(yán)重畸形，產(chǎn)生大量的諧波，導(dǎo)致變壓器的無(wú)功損耗增加，其中的金屬結(jié)構(gòu)的損耗也進(jìn)一步增加，從而出現(xiàn)局部過(guò)熱的情況出現(xiàn)，導(dǎo)致絕緣體破壞，降低變液體的整體使用壽命，嚴(yán)重的情況下，甚至也會(huì)造成系統(tǒng)的電壓降低。具體來(lái)講對(duì)于變壓器直流偏磁中會(huì)帶來(lái)噪音變大、影響電壓波形、增加變壓器損耗、導(dǎo)致鐵芯拉板的溫度升高等情況出現(xiàn)。

二、直流入侵電流所產(chǎn)生的對(duì)于電力系統(tǒng)的具體影響

（一）直流入侵系統(tǒng)對(duì)于電力變壓器和電流變換器所產(chǎn)生的影響

對(duì)于變壓器和電流變換器來(lái)講，直流入侵會(huì)能夠造成變壓器的局部產(chǎn)生入量激增，并且增加了繞組損耗，當(dāng)變壓器中涌入大量的奇次偶次的諧波電流，會(huì)相應(yīng)的造成補(bǔ)償電容器組，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作的情況出現(xiàn)。對(duì)于變壓器而言，中性點(diǎn)的直流電整體偏移了激磁工作點(diǎn)，從而導(dǎo)致變壓器的鐵芯處于半飽和的狀態(tài)，這種狀態(tài)下會(huì)影響正常的變壓器工作點(diǎn)，也會(huì)產(chǎn)生大量的飽和磁通，所以，出現(xiàn)鐵芯不能夠提供低阻通道的情況出現(xiàn)，因此，不會(huì)劉靜貼心朱，自成回路。此外，由于半波飽和就造成了波形的嚴(yán)重畸變的情況，出現(xiàn)不對(duì)稱的勵(lì)磁電流，當(dāng)對(duì)系統(tǒng)注入奇次偶次的諧波電流時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)功需求加大，這在一定程度上也會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的電壓波動(dòng)，嚴(yán)重的情況下會(huì)出現(xiàn)電壓崩潰。

（二）直流入侵系統(tǒng)對(duì)于發(fā)電機(jī)的影響

當(dāng)變壓器將發(fā)電機(jī)和零序電流隔離開(kāi)的時(shí)候，直流侵入電流會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生相對(duì)較小的影響，但是還存在一個(gè)潛在的威脅，就是異常不平衡的電壓和諧波由于畸變等造成的間接影響。但是，一旦系統(tǒng)中有直流或者準(zhǔn)直流經(jīng)過(guò)的情況下，點(diǎn)也得不平衡和波形的畸變就能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)造成一定程度上的損害，此外，正負(fù)序的諧波電流經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)以后，也可能會(huì)造成發(fā)電機(jī)過(guò)熱，或者出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)等情況。

（三）直流入侵系統(tǒng)對(duì)于靜電無(wú)功補(bǔ)償裝置的影響

在現(xiàn)階段的電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行過(guò)程中，靜電無(wú)功補(bǔ)償裝置（static var compensators 簡(jiǎn)稱SVC）對(duì)于安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，通常，直流電的使用可以導(dǎo)致TCR出現(xiàn)工作點(diǎn)的便宜，當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)地磁暴或者直流接地，出現(xiàn)大量打流的情況時(shí)，SVC和變壓器就會(huì)產(chǎn)生大量的二次諧波成分。通常來(lái)講TCR的工作點(diǎn)的平衡控制是為了能夠有效的濾除其中的直流成分而設(shè)計(jì)出來(lái)的，不能夠減少其中的電壓畸形程度。如果出現(xiàn)阻抗二次諧波發(fā)生諧振情況時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)減少工作點(diǎn)直流偏移的情況，這同時(shí)也能夠加大了電壓的畸變程度。除非，對(duì)于SVC的其中主電路做些修改，此時(shí)，相關(guān)的運(yùn)行人員要迅速的切除其中的SVC，來(lái)盡可能地減少系統(tǒng)的電壓畸變。

三、小結(jié)

綜上所述，目前我國(guó)的直流電輸送電相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，并且相關(guān)的直流輸電的落點(diǎn)密集，并且定值電流額也越來(lái)越高，但是在直流輸電的建設(shè)過(guò)程中和建設(shè)后期會(huì)也出現(xiàn)不可回避的回路運(yùn)行方式的情況，因此，對(duì)于這些要出現(xiàn)的問(wèn)題也不能夠忽視，要重點(diǎn)做好電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行問(wèn)題，來(lái)解決由直流輸電及磁暴引起的變壓器直流偏磁問(wèn)題。

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