直流偏磁对飞来峡电厂1~

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1、直流偏磁对飞来峡电厂1~塑!二!广东水利电力职业技术学院2011年第9卷第2期CN44-1587,ZJournalofGuangdongTechnicalCollegeofWaterResourcesandElectricEngineering,2011,Vo1.9,No.223-26直流偏磁对飞来峡电厂1群主变的影响分析张丽红,张宏阳(1.广东省飞来峡水利枢纽管理处,广东清远511825;2.清远市电力设计有限公司,广东清远511500)摘要:根据飞来峡电厂1主变受直流偏磁的影响状况,分析问题存

2、在的原因,提出消除直流偏磁使变压器安全运行应采取的具体措施,从而很好地改善该站主变的直流问题.关键词:电厂变压器;直流偏磁;影响分析中图分类号:$24文献标识码:A文章编号:1672—2841(2011)02—0023—04广东是国内用电需求量最大的省份之一,目前已有六回高压直流输电系统向广东电网输送电力.然而在高压直流输电为解决广东电网缺电作出较大贡献的同时,也给交流电网带来了新的问题——HVDC不平衡运行方式(含单极大地回线方式)会引起交流系统中的部分变压器(特别是直流接地极附近中性点直接接地

3、的变压器)受地中直流影响而产生直流偏磁现象,而且距离越近,影响越大.飞来峡电厂安装4台灯泡贯流式水轮发电机组,采用扩大单元接线方式(见图1).其中,4台1机组2机组3机组4机组图1机组电气一次主流地图机组必须通过1主变送人220kV广东省网.如果1主变故障退出运行,将切断1,2机输送电源通道,同时,3,4机也只能通过2主变送入级别较低,稳定性较差的1lOkV清远地网.1主变对于飞来峡电厂具有极其重要的作用,如果1主变故障,将严重降低飞来峡电厂的发电能力,影响机组的稳定运行.由于距离接地极较近,且1

4、主变为中性点直接接地的自耦变,直流偏磁对1主变及整个电厂安全运行影响较大.1直流单极大地运行对1主变的影响±500kV贵广二回直流输电(即兴安直流)与±800kV楚穗直流输电共极运行,接地极选择在清远江口鱼龙岭,距离飞来峡发电厂6.42km.2007年6月至l2月期间,兴安直流极I单极大地回线运行,造成1主变噪音和振动增大,温度升高;12月极II建成后系统采用双极平衡运行方式,1主变恢复正常运行,但当双极运行故障切换至单极大地回线运行时,1主变噪音,振动增大,温度升高(上层油温经常高达70度以上,

5、而07年以前变压器油温一般在65度以下).由于未装设隔直装置,运行人员仅能通过降低机组运行负荷甚至停机的方式减轻对主变的影响.为监测主变中性点直流电流大小,发电厂利用主变年度检修期间装设中性点直流电流检测装置,并随主变恢复时投入运行,随后在楚穗直流调试与运行期间多次检测到流过1主变中性点及绕组的直流电流严重超标.根据《高压直流接地极技术导收稿日期:2011-05.04作者简介:张丽红,女,工程师,主要从事发电生产运行管理工作.广东水利电力职业技术学院则》(DL437—91)规定,通过变压器绕组中的

6、直流电流不大于额定电流的0.7,即允许流经中性点的直流电流应不大于8.1A.而检测到的超标电流少则3,4倍,多则甚至l0倍(80A)以上,最长持续时间超过40分钟.同时,根据设备招标合同规定,变压器噪音最大值不超过84dB,1主变在较低负荷状态下噪音已经接近甚至超过84dB的限制值,而兴安直流投产初期,1主变噪音测量值最高甚至达到98dB.直流偏磁严重危急设备安全运行2直流偏磁的原因分析这一现象将影响变压器的正常运行,如励磁电流有效值,高次谐波成分及其相应损耗的增加,铁心高度饱和引起的漏磁通的增加

7、,以及由此引发的局部过热,绝缘老化等问题.电力变压器的磁动势和磁通出现直流分量的现象称为"直流偏磁".造成变压器直流偏磁从而导致噪音和振动增大的原因在于直流单极大地回线运行或双极严重不平衡运行.当该运行方式下,接地极附近大量直流电流通过大地形成回路,并通过接地极处的电阻形成电位.该电位在接地极处最高,以接地极为中心沿周围下降,距离越远,地电位越低,即交流系统变压器地电位大小与该变压器和接地极之间的距离有关,同时和直流输送电流大小,土壤电阻率相关,其计算公式为u=pI/2Ⅱr.其中,P指土壤电阻率,

8、I指输送电流,r指变压器与接地极的距离.可见,地电位与土壤电阻率和输送电流成正比,与距离成反比.由于距离不同,不同位置的接地变压器中性点地电位不同,其间形成电势差,从而使直流电流通过接地变压器中性点,线圈和其它连接元件,在交流系统中形成回路.当变压器线圈流过直流电流时,该电流转化成为励磁电流的一部分,增大励磁电流,使原来磁化曲线工作区域移至铁心磁饱和区,加大铁心饱和,致使波形发生严重畸变,导致变压器漏磁增加,损耗增大,噪音增大,振动增加,铁心和金属紧固件等的发热增加.同时,励磁电流