对ss—gic对大型电力变压器的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com6-t0·6·1996年第8期SS—GIC对大型电力变压器的影响、^朱东柏刘文里(哈尔滨理工大学，哈尔滨150040)THI、I——一摘要：采用模拟计算方法，对大型电力变压器在SS—GIC(SolarStormGeoma~neticalyInducedCLr．rent)作用下出现的严重碰饱和问题进行了理论分析与计算。支中应用最小二乘法对广蛾日一非线性曲线进行搂雄以及应用傅里叶级数分析了岫干破饱和产生的励碰谐波问递．井指出GIC大于威触电流时，台产较大的励碰脉冲电流，其值可

2、达厚励堪电流的效倍至效百倍·』、＼叙词—电力变压器脉冲电流磁场强度稚饱和励磁谐波铁·Gr一7‘—一／一／l1，出。常用的近似计算方法是在某个区域内利一、引言用磁场测量设备分时多次测量几个位置的地磁由于太阳黑子活动以及太空核爆炸等因素场强度。根据平面渡的数学模型，地磁变动诱导致地表面磁场发生变化，从而使地表面电场发的地表面电位梯度可大体上表示为：发生变化，形成地表面电场。当这一电场作用白一一√二I掣d于电力系统时，就会在系统中产生GIC(地磁~／4oCrjo√r诱发电流。对于长距离线路，GIC峰值可达200A，频率在0；

3、001～O．1Hz之间i．在变化责1rd瞰¨(fD)的地磁作用下，诱发的地表面电位梯度可达每公+号j尸】、／，十I】里几十伏，持续时间从几分钟到几小时i-9。当这一低频且具有一定持续时间的电流作用于中一(1)性点接地的大型电力变压器时，就可能造成变式中E(t)——水平诱发电位梯度压器铁心在工作频率的每个半周期出现严重的——真空的磁导率磁饱和，并在励磁电流中产生极大的谐渡分量口——大地的电导率这不仅使变压器的损耗增加、温升升高，而且^ff)——诱发地磁场水平分量的时间使系统出现操作故障。国外对GIC现象及函数其影响已较为

4、重视并做了大量的研究工作。D——每次测量的时间间隔美国Techmatics公司已设计出带有补偿绕组可a——是偶数时为O：是奇数时为1消除GIC影响的电力变压器。而国内关于GICn——数据总数方面的研究工作至今未见报导。由于我国面积可见，根据对地磁的测量结果，利用式(I)较大并且纬度跨度较大，因而在我国开展可计算出该处的地表面诱发电位梯魔。由于不SS—GIC方面的研究工作是十分必要的。同区域闻的地磁波动存在差异，医而当线路较长时应进行多地段测量与计算。=、数学物理模型2．电力变压器模型、1．ss—GIC地表面诱发电位梯度

5、模型众所周知，中性点接地大型电力变压器的由于存在很多不确定因素，引起一GIc单相等效电路如图l所示图中厶与L为高、的地表面电位梯度很难从理论上直接推导得低压绕组在漏磁场作用下经折合后的等值电出，只能采取近似计算或直接测量的方法得感；与为高、低压绕组经折合后的等萑龟维普资讯http://www.cqvip.com1996年第8期．7．x=5．74506xl0(安匝／m)y=¨．886(1厂r)由于地磁诱发电流的频率较系统的工作频率低得多，因而在对大型电力变压器铁心的非圈域【．^lJz线性问题进行分析时，可将其简化为模拟直

6、流电流源。对于漏磁场的影响而言，由于厶与厶图1单相变压器等效电路较小得多，并且其对励磁电流舳影响可以阻；L为勖磁绕组的等值电感；：WBS=#WHS忽略不计，因而可假设厶与日为恒定不变的，=L；B为磁通密度；为磁场强度；为磁导并且在对GIC引起勖磁电流谐渡分量问题进率；W为绕组的匝数；A为铁心的有效截面行分析时，可忽略L。与的作用日。基于以上积；为幕坑相电压；为GIC等值直流电分析，当综合考虑作用于变压器的交直流的共源。根据电工原理可得：同作用时，变压器铁心中的磁通密度为：e=+sinc~t(5)K=R鲁+警]式中-GI

7、C引起的直流磁通密度sin——系统电源引起的交流磁通=一盼鲁+警J密度根据不同幅值的G『C，求解式(3)可得到GIC由式(3)可得铁心中的磁场强度为：对图l中各部分电流的影响。H=。+：h{岛+J，sin~t】由于目前国内文献中的磁化曲线一=h(yB~sinmt)ch(YBdj曲线)的范围不能满足计算的要求，因而本文+ch(yB~sJnraOsh(yBd~)](6)采用双曲函散来模拟实际的—H曲线，即将式(6)中sh(yB~sinCOt)与ch(yB~sinCOt1展开成／4-xsh(yB)(3)傅里叶级数的形式得：式

8、中ty——待定系数+一【+Isin(2i+1)och(0为了确定式(3)中的与Y值，根据国内常用的一三Z10—0-35型硅锕片的磁化曲线，将其部分数据+[+J=ILcos2io~t]sh(yBac)列于表l中。利用表1与式(3)采用最d"~-乘(7)法原理可得：式中掣“：2圭【神(一堋sh(=Ish[yB~sinn[(2i+1)c