直流輸電及磁暴引起的變壓器直流偏磁問題的研究

田威 陶修哲

摘 要：在現階段的發展過程中，經濟的發展離不開能源的支撐，為了能夠更好的解決我國的能源分布不均的情況，實現我國的西電東送，全國聯網等電力發展戰略，直流電現階段已經扮演著越來越重要的角色。通常直流電的能夠幫助輸送大容量、遠距離的電力輸送，但是，對于直流輸電和磁暴的運行過程中也會產生電位差或者變壓器直流偏磁等狀況出現，導致出現變壓器電流畸變、諧波提升、鐵芯高度飽和等問題出現，本文將針對直流輸電以及磁暴引起的變壓器直流偏磁問題進行分析研究，以期望能夠進一步提升電力輸送效率。

關鍵詞：直流輸電;磁暴;變壓器直流;偏磁研究

一、由于直流偏磁產生的對于變壓器的危害

當變壓器繞組中出現有直流分量的情況流過時，這些直流磁一般會造成遍野器的鐵芯出現嚴重的飽和情況，其中，勵磁也會出現電流的嚴重畸形，產生大量的諧波，導致變壓器的無功損耗增加，其中的金屬結構的損耗也進一步增加，從而出現局部過熱的情況出現，導致絕緣體破壞，降低變液體的整體使用壽命，嚴重的情況下，甚至也會造成系統的電壓降低。具體來講對于變壓器直流偏磁中會帶來噪音變大、影響電壓波形、增加變壓器損耗、導致鐵芯拉板的溫度升高等情況出現。

二、直流入侵電流所產生的對于電力系統的具體影響

（一）直流入侵系統對于電力變壓器和電流變換器所產生的影響

對于變壓器和電流變換器來講，直流入侵會能夠造成變壓器的局部產生入量激增，并且增加了繞組損耗，當變壓器中涌入大量的奇次偶次的諧波電流，會相應的造成補償電容器組，導致保護誤動作的情況出現。對于變壓器而言，中性點的直流電整體偏移了激磁工作點，從而導致變壓器的鐵芯處于半飽和的狀態，這種狀態下會影響正常的變壓器工作點，也會產生大量的飽和磁通，所以，出現鐵芯不能夠提供低阻通道的情況出現，因此，不會劉靜貼心朱，自成回路。此外，由于半波飽和就造成了波形的嚴重畸變的情況，出現不對稱的勵磁電流，當對系統注入奇次偶次的諧波電流時，就會出現系統的無功需求加大，這在一定程度上也會導致電力系統的電壓波動，嚴重的情況下會出現電壓崩潰。

（二）直流入侵系統對于發電機的影響

當變壓器將發電機和零序電流隔離開的時候，直流侵入電流會對發電機產生相對較小的影響，但是還存在一個潛在的威脅，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，一旦系統中有直流或者準直流經過的情況下，點也得不平衡和波形的畸變就能夠對發電機造成一定程度上的損害，此外，正負序的諧波電流經過發電機以后，也可能會造成發電機過熱，或者出現機械振動等情況。

（三）直流入侵系統對于靜電無功補償裝置的影響

在現階段的電網安全穩定的運行過程中，靜電無功補償裝置（static var compensators 簡稱SVC）對于安全穩定運行具有重要意義，通常，直流電的使用可以導致TCR出現工作點的便宜，當出現強地磁暴或者直流接地，出現大量打流的情況時，SVC和變壓器就會產生大量的二次諧波成分。通常來講TCR的工作點的平衡控制是為了能夠有效的濾除其中的直流成分而設計出來的，不能夠減少其中的電壓畸形程度。如果出現阻抗二次諧波發生諧振情況時，就會出現減少工作點直流偏移的情況，這同時也能夠加大了電壓的畸變程度。除非，對于SVC的其中主電路做些修改，此時，相關的運行人員要迅速的切除其中的SVC，來盡可能地減少系統的電壓畸變。

三、小結

綜上所述，目前我國的直流電輸送電相關產業發展迅猛，并且相關的直流輸電的落點密集，并且定值電流額也越來越高，但是在直流輸電的建設過程中和建設后期會也出現不可回避的回路運行方式的情況，因此，對于這些要出現的問題也不能夠忽視，要重點做好電力系統的安全運行問題，來解決由直流輸電及磁暴引起的變壓器直流偏磁問題。

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