单相变压器直流偏磁及抑制措施分析.pdf

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1、研究与开发单相变压器直流偏磁及抑制措施分析张师赫苏帅2刘青2(1．江苏省电力公司检修分公司，南京210019；2．西安科技大学，西安710054)摘要直流偏磁会导致变压器噪声增大、振动加剧、局部过热，并向电网中输入大量谐波，影响继电器保护装置的正确动作等不利影响。因此，研究直流偏磁对变压器的影响及其抑制措施具有重要意义。本文利用有限元分析软件Maxwell2D，建立了单相变压器的瞬态电磁场分析模型，分析对比了铁心及铁轭在不同直流入侵情况下的内部磁场变化。根据统一磁耦合电路(UMEC)模型，利用PSCAD仿真分析了不同直流偏磁下，变压器的空载励磁电流

2、谐波特征。同时，研究了自激补偿法及外加直流源补偿法对直流偏磁的抑制效果。结果表明：变压器发生直流偏磁时，漏磁通增大，导致铁心发热，发热量最高点出现在铁轭与铁心交接处。自激补偿法及外加直流源补偿法对直流偏磁有较好的抑制效果。关键词：直流偏磁；统一磁耦合电路模型；变压器AnalysisofDCBiasandSuppressingMeasureofSingle—phaseTransformerZhangShiheiSuShuai2LiuQing2(1．JiangsuElectricPowerMaintenanceBranchCompany,Nianjin

3、g210019；2．Xi’anUniversityofScience&Technology,Xi’an710054)AbstractDCbiasoftransformerwillleadtotheincreaseofnoise，vibrationandheat，injectedalargenumberofharmonicsintothegrid，affectthecorrectoperationofprotectiondevicesandreducethesystemvoltageetc．Therefore，thestudyofDCbiasandi

4、tssuppressionmeasureshaveagreatpracticalsignificanceandlong-termstrategicsignificance．Themodeloftransientelectromagneticfieldofsingle—phasetransformerhadbeenestablishedtoanalyzetheinternalmagneticfieldchangesincoreandyokeunderdifferentDCcurrentsbyusingfiniteelementanalysissoft

5、ware—Maxwell2D．BasedontheUnifiedMagneticEquivalentCircuit(UMEC)modeloftransformer，theexcitationcurrentanditsharmonicwhenDCbiasoccurshadbeenanalyzedbyusingPSCAD．TheeffectstoinhibitDCbiasofself-excitedcompensationmethodandappliedDCcompensatingpowersupplymethodhadbeencompared．The

6、simulationresultsshowswhenthetransformerunderDCbias，theleakagefluxincreases，whichleadstothecoreheated，thehighesttemperatureappearsinthejunctionofyokeandcore．Theself-excitedcompensationmethodandappliedDCcompensatingpowersupplymethodhavesignificanteffecttosuppressDCbiasoftransfo

7、rmer．Keywords：DCbias；unifiedmagneticequivalentcircuitmodel；transfolrmer直流偏磁是变压器由于某种原因受到直流入侵流偏磁。此外，大容量的单相负荷(如高速电气化而引起其磁通偏向时间轴一侧。引起变压器直流偏铁道，金属冶炼电炉)三相不对称运行，或零序分磁主要的原因有：太阳活动引起的地磁暴以及量等情况下也会引起变压器直流偏磁。直流偏磁会HVDC单极运行方式【1_2]。这两种情况下，在两台接引起变压器半波饱和，严重危及电网安全运行，因地变压器中性点之问会出现电位差，引起变压器直此有关直流偏磁

8、的研究引起国内外学者研究的广泛2016~4电

9、-I技磊cJ25