地磁感應電流在三相電力變壓器繞組中的流通路徑分析

鄭 濤，高小芊 ，楊國生

（1.華北電力大學 新能源電力系統國家重點實驗室，北京 102206；2.中國電力科學研究院，北京 100085）

0 引言

隨著電網的發展，由地磁感應電流（GIC）造成的輸電線路和無功補償等設備的跳閘、繼電保護誤動、變壓器損壞事故發生的頻率也隨之不斷攀升，這引起了國內外學者的廣泛關注［1-3］。當磁暴發生時，地磁場將發生變化，變化的磁場感應出電場，該電場在地球表面將感應出地面感應電勢（ESP）。當電網中存在多臺變壓器中性點接地時，由于電位差的存在，變壓器中性點、電網輸電線和相鄰接地點構成回路，產生GIC。由于GIC近似直流，流入變壓器后將會引起變壓器的直流偏磁［4］。

目前關于GIC對變壓器的影響研究主要集中在對變壓器本體以及變壓器飽和引起勵磁電流變化的研究，包括用不同規模的變壓器進行勵磁電流、漏磁和溫升測量等方面的實驗［5-10］。文獻［11］指出影響變壓器直流偏磁程度的2個主要因素是變壓器鐵芯結構和變壓器繞組連接形式。文獻［12］進一步說明GIC流經變壓器造成直流偏磁，畸變后的勵磁電流同時富含高幅值的基波和奇、偶次諧波分量。變壓器無功損耗隨著變壓器直流偏磁程度的加深而逐漸增大［13］。以上這些研究將電網視為三相對稱，變壓器也是三相對稱的，即變壓器各相流入電網的GIC相同。然而在實際運行中往往并非如此，當變壓器各相鐵芯剩磁不一致或變壓器飽和程度不同時，各相中GIC的含量并不相同。

同時這些研究都將GIC視為直流，然而研究表明，GIC具有低頻特性，頻率一般為0.0001～0.1 Hz，目前測得的最高幅值為201 A［14］。……