一种简便的直流偏磁仿真方法研究.pdf

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1、第51卷第3期妻珏器Vo1．51No．320t4年3月4^囤2IMarch2014一种简便的直流偏磁仿真方法研究李岩军，王兴国1，张晓莉，李晓梅2(1．中国电力科学研究院，北京100192；2．山西长治供电公司，山西长治046011)摘要：采用磁化曲线比较方法，对变压器偏磁特性进行了仿真研究。对直流偏磁下的变压器励磁电流特性进行了分析，在不同工况下计算分析了励磁电流及相应谐波含量值，提出了直流偏磁对继电保护的影响。关键词：直流偏磁；磁化曲线；谐波；继电保护中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：

2、1001—8425(2014)03—0044—04AsimpleDCBiasBimulatingMethodResearchLIYan-jun’，WANGXing-guo’，ZHANGXiao-li’，LIXiao-mei(1．ChinaElectricPowerResearchInstitute，Beijing100192，China；2．ChangzhiPowerSupplyCompany，Changzhi046011，China)Abstract：TheDCbiascharacteristics

3、oftransformeraresimulatedandresearchedbymagentizationcurvecomparisonmethod．Theexcitingcurrentcharacterislicsoftrans—formerareanalyzedunderDCbias．Theexcitingcurrentandharmoniccomponentsarecomputedindifferenlcondition．TheinfluencesofDCbiasl0relayprotectio

4、nmaredis—cussed．Keywords：DCbias；Excitingcurrentcurve；Harmonics；Relayprotection。对变压器直流偏磁现象的研究多采用如下仿真1引言方法：(1)建立仿真模型，将正弦电压励磁与直流源直流输电系统的运行方式包括两极直接构成回串联施加在模型的励磁线圈。(2)采用Jiles—Atherton路、单极或双极以大地或金属为回路等运行方式。我等理论建立数学模型。(3)利用PSPICE、MATLAB等国很多接地极的额定人地电流能达到3kA，如果工

5、具仿真计算。以上方法需要在电网模型中建立交、HVDC输电采用单极大地方式运行，3kA人地直流直流混接模型，实现技术复杂。将造成地表电位分布不均匀，从而在交流电网不同本文中笔者提出了一种采用磁化曲线偏移比较接地点间产生电位差，使部分直流电流将由一个变的变压器模型，系统参数按正常运行状态建模，在不电站的变压器中性点流入。经交流输电线路后再从增加外部直流电源的情况下，采用比较磁化曲线的另一变电站的变压器中性点流出。方法实现对变压器直流偏磁现象的快速仿真。利用此外，地磁暴产生的地磁感应电流(CIC)，其频率该

6、方法在一台电力变压器模型上进行了试验仿真和在0．001Hz～0．0lHz之间，也可近似看作直流。当直分析计算，并利用试验数据进一步分析了直流偏磁流经过变压器两侧绕组时，在变压器铁心内产生一对变压器差动保护的影响。恒定直流磁通，造成直流偏磁现象．致使铁心饱和程2直流偏磁现象及基本原理分析度大大增加。直流偏磁对变压器的影响主要表现在：一方面由于变压器励磁特性的非线性，励磁电流高图1为某高压直流输电示意图，正常情况下大度畸变，变压器无功损耗增加；另一方面，铁心饱和地中无直流，但当直流系统检修或发生单极闭锁故

7、使漏磁增加，相关部件损耗增加，温升增大。此外，大障时，某一极将退出运行，如图中虚线框退出运行量实测数据还表明，接地极附近的交流电力变压器后。系统将通过大地构成回路。此时，入地直流将改会出现不同程度的噪声增大、振动加剧等异常现象。变地表电位的分布，使交流电网不同接地点的电位第3期李岩军、王兴国、张晓莉等：一种简便的直流偏磁仿真方法研究45不同，在两接地点间产生电位差，该电位差将使一通过对图2磁化电流曲线的研究，可以看到在一I部分直流通过接地变压器的中性点和架空线路构不增加外部直流磁通激励的情况下，如果对

8、磁化曲一I成回路，引起变压器直流偏磁，对交流电网产生不线平移．就可以在变压器额定输入激励工况下获得仇利影响。等比例的直流偏磁电流，励磁电流特性保持不变。该试验方法不需外加直流电源，实现相对简单。根据图3所示平移曲线，建立励磁电流与平移磁化曲线数学关系式：g(‰)(2)式中等函数为磁通变化量与励磁电流关系函数。如图3所示，根据直流偏磁电流的极性选择沿纵轴平移变压器磁化电流曲线的方向，根据直流图1直流单极运行电流流向偏磁电流的大小按比例选择平移变压器磁化电直