介绍直流偏磁条件下电力变压器谐波的仿真计算与试验研究

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1、第47卷第12期Vol.47No.122010年12月TRANSFORMERDecember2010试验研究直流偏磁条件下电力变压器谐波的仿真计算与试验研究1211郭满生，梅桂华，刘东升，程志光（1.保定天威保变电气股份有限公司，河北保定071056；2.广东电网公司电力科学研究院，广东广州510600）摘要：对变压器在不同直流偏磁条件下励磁电流谐波进行了研究，并进行了仿真分析。关键词：变压器；直流偏磁；励磁电流；谐波中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：1001－8425（2010）12－0028－05SimulationCalculationand

2、TestResearchonHarmonicWaveinPowerTransformerunderDCBias1211GUOMan-sheng,MEIGui-hua,LIUDong-sheng,CHENGZhi-guang（1.BaodingTianweiBaobianElectricCo.,Ltd.,Baoding071056,China;2.GuangdongPowerTest&ResearchInstitute,Guangzhou510600,China）Abstract：Theexcitationharmoniccurrentsoftransforme

3、runderdifferentdirectcurrentareresearched.Itissimulatedandanalyzed.Keywords：Transformer；DCbias；Excitationcurrent；Harmonicwave直流偏磁条件下，获得的励磁电流通常是非正1引言弦波形，且正负半周严重非对称，随着直流电流的增近年来，随着我国超高压直流输电系统大，激励源的高次谐波分量明显增加。因此直流偏磁（HVDC）的广泛运用，换流站附近的中性点接地变问题是一个非线性、非对称瞬态场问题。要进行变压压器出现了直流偏磁现象。当直流输电系统单极大器直流

4、偏磁条件下励磁电流的仿真计算，就必须对地回线方式或双极不平衡方式运行时，巨大的直流变压器铁心在直流偏磁条件下的磁场特性等进行深电流注入大地，经大地流到直流系统的另一端，流过入分析。基于变压器产品级模型，笔者在对偏磁条件时在流经的大地路径上产生电位差。当两个变电站下变压器铁心磁场特性进行深入研究的基础上，对之间地质条件较差（电阻较大）时，电位差也较大。如变压器偏磁励磁电流及其谐波进行了仿真计算。对果交流变压器在附近运行,直流电流将通过变压器变压器谐波测量的试验表明，仿真计算结果满足工中性点接地点及输电线路组成的通路流经两侧变压程需要，该变压器不同直流偏磁条件下得

5、到的谐波器绕组，这一流经变压器绕组的直流电流作为励磁特性是符合实际的。电流，必然要在铁心内部产生一定数值的直流磁通，2直流偏磁条件下变压器铁心的磁化特性引起变压器直流偏磁问题。其结果是加剧铁心磁密的饱和程度，从而产生谐波,引起噪声、过热和振动2.1关于产品级模型等问题，对接地极附近中性点接地变压器的正常工为了研究大型变压器的偏磁特性，按照1/50的作造成较大的影响，严重时可造成变压器的损坏，并比例，制作了变压器模型，考虑到直流偏磁对单相变可能引起保护的误动。随着我国直流输电系统的不压器的影响最大，制作的模型为单相三柱结构，其材断发展，变压器直流偏磁问题日益突出

6、，并已经成为料和结构均与大型变压器产品相同，模型的有关技变压器制造厂家所必须解决的重要课题。术参数如表1所示。第12期郭满生、梅桂华、刘东升等：直流偏磁条件下电力变压器谐波的仿真计算与试验研究29表1直流偏磁单相变压器模型技术参数没有考虑ΔΦ考虑ΔΦTalbe1Parametersofsingle-phasetransformer0.02underDCbias0.01型号D-50/231b/W电压/kV（231±8%）/231Φ-100102030联结组标号Ii0I/A-0.01短路阻抗/%7.85绕组匝数（HV/LV）69/64-0.02铁心用硅钢片型号30

7、RGH120图2当Idc=3.2A时Φ-I曲线（考虑ΔΦ）额定磁密/T1.69Fig.2Φ-IcurvesduringIdc=3.2A2.2直流偏磁条件下变压器铁心的Φ-I曲线Φ（r）Φ（t）该模型实测空载电流I0=3.2A,在试验研究的基础上得到的直流偏磁电流为Idc=1.26A、2.53A、3.2A（相应于空载电流有效值的40%、80%和100%）时的Φ0Φ-I曲线，如图1所示。-ππωti（t）Idc=1.26AIdc=2.53AIdc=3.2A（a）（b）0.01bi（t）/WπΦ-20-10010203040ωt（c）I/A-0.01图3直流电流对变

8、压器励磁电流的影响-0.02Fig.3