计及直流偏磁的电流互感器传变特性对差动保护的影响

由地磁感应电流(GIC)/高压直流输电单极大地回路运行方式引发的直流偏磁会对电磁式电流互感器(TA)的传变特性产生影响,计及直流偏磁影响的TA饱和与无偏磁时相比具有一定的特殊性,会对变压器差动保护产生影响。通过构建考虑直流偏磁的交流系统仿真模型,研究了TA起始饱和时间受直流偏磁的影响及其对变压器差动保护的影响。指出了直流偏磁是TA局部暂态饱和的诱因之一,并通过对直流偏磁条件下和应涌流的仿真研究,分析了TA局部暂态饱和对变压器差动保护的影响。研究结果表明,直流偏磁可能会加速TA饱和,防止区外故障TA饱和引起差动保护误动的时差法判据将受到考验;而直流偏磁诱发的TA局部暂态饱和则可能引起变压器差动保护的误动。     

变压器饱和对交流电网直流电流分布的影响

针对直流偏磁影响下变压器励磁支路饱和从而导致励磁电流半波饱和出现直流分量的现象,研究该直流分量对变压器中性点直流电流分布的影响。分析了三相变压器在遭受直流偏磁影响时中性点直流电流的形成机理,基于PSCAD/EMTDC平台搭建变压器直流偏磁模型,分别从计及饱和不计及饱和两种工况分析直流偏磁下变压器中性点直流电流的情况,再根据所得结果修正不计及饱和因素的Y地区电网直流偏磁模型所得的变压器中性点直流电流。仿真结果表明变压器励磁支路饱和特性对变压器中性点直流电流有助增作用,计及变压器饱和特性时可以提高交流电网直流电流分布的预测精度。     

换流变压器直流偏磁与饱和保护

分析了换流变压器直流偏磁产生的主要原因,并总结了直流偏磁情况下换流变压器的励磁电流的电气特征以及直流偏磁导致换流变压器的损坏机理,在此基础上介绍了换流变压器饱和保护的原理,以及饱和保护的实现方法,并探讨了换流变压器过激磁保护工程应用中需要考虑的注意事项。     

逆变电源变压器的特殊问题分析及其设计

分析了逆变电源变压器的几个特殊问题,包括：传递ＳＰＷＭ波的变压器内的磁感应强度、变压器偏磁的原因、变压器偏磁饱和时的现象以及变压器对偏磁的承受能力与变压器参数的关系;在分析这些问题的基础上,给出了逆变电源变压器设计方法,实验结果证实了该方法的正确性。     

直流偏磁下500kV单相变压器振动噪声的试验研究

直流偏磁是电力变压器的一种非正常工作状态,直流流入变压器后将在铁心中产生直流磁通,导致变压器铁心出现半波饱和、励磁电流严重畸变、局部过热、振动噪声增加等一系列问题,并且大容量单相自耦变压器更易受到直流偏磁的影响,对电网的安全稳定运行产生了严重的威胁.该文利用两台参数一致的250MV·A/500kV变压器分别进行了空载和负载直流偏磁试验,对变压器直流偏磁下的电压畸变率、励磁电流、振动和噪声进行测量,并分析研究其直流偏磁下的变化趋势、分布规律和频谱特征.试验结果为大型变压器在实际运行情况下的直流偏磁耐受能力评估及直流偏磁下的振动噪声特性研究提供参考依据.     

基于罗氏线圈检测法的单相逆变器直流偏磁抑制

在全桥SPWM控制的单相逆变器中,输出侧一般接有变压器,因此需要考虑直流偏磁对变压器及系统造成的影响。直流偏磁会导致变压器饱和,降低系统运行效率,有时甚至严重影响系统运行。分析了单相逆变器中变压器产生直流偏磁的原因;对常用的几种抗偏磁措施进行了比较,提出一种通过外积分罗氏线圈检测变压器励磁电流,利用闭环反馈计算出补偿量并加入控制环节抑制偏磁的方法。具有设计简单、节省成本的优点,实验表明可有效抑制直流偏磁。     

直流偏磁条件下变压器的建模及励磁特性研究

为研究偏磁现象对变压器的影响,提出了一种直流偏磁条件下的变压器建模方法,该方法首先基于JA磁化理论建立铁芯的动态磁化曲线,然后从变压器电磁关系出发,利用统一电磁等值电路UMEC模型推导出自感和互感构成的变压器方程,两者结合建立了适用于直流偏磁工况下的变压器仿真模型。利用该模型分析了不同直流偏磁情况下,变压器空载时的铁芯磁化特性、励磁电流及各次谐波变化。结果表明,该模型能够反映直流偏磁时变压器铁芯的磁滞特性和磁导的非线性,较为精确地仿真出铁芯饱和情况及励磁电流幅值和波形畸变情况,为研究变压器偏磁时的励磁特性提供了有效的手段。     

基于传输线模型的三相变压器直流偏磁仿真分析

建立了一种新的直流偏磁下三相变压器组的传输线模型。模型中,将变压器电路中的微分项离散,并应用Jiles-Atherton铁磁磁滞理论来描述铁芯的饱和以及磁滞效应。涡流损耗用含等值电阻的附加绕组替代,同时考虑绕组铜耗及漏磁等因素,从而使变压器模型得到充分完整的描述。最后利用牛顿-拉夫逊迭代方法,对直流偏磁下的三相变压器组进行了时域仿真计算,仿真结果证明所提出的计算模型能够准确的分析三相变压器组的直流偏磁现象。     

有限元电路—磁场耦合的三相变压器直流偏磁仿真

直流输电单极—大地运行时,地中直流通过大地和电网构成回路在变压器中流通,使变压器铁心磁通增大,发生磁饱和,从而影响变压器的正常传变特性,发生直流偏磁。因此,计算直流输电引起的直流偏磁磁场,需要综合电路—磁场来分析。本文克服一般变压器直流偏磁磁场分析脱离电路的缺陷,采用多物理场耦合分析软件(COMSOL)进行基于电路—磁场耦合三相变压器直流偏磁仿真,详细进行了不同偏置电压下的不同结构的三相变压器的偏磁情况。     

电能质量约束下变压器承受直流偏磁能力的分析

直流偏磁现象将影响变压器的正常运行,变压器承受直流偏磁的能力是电力系统稳定运行的前提。为此,基于铁芯的折线式等效模型,利用电磁关系方程导出了变压器输出电压与偏磁电流间的数值关系。进而根据系统的电能质量约束条件,基于电压调整率和电压总谐波畸变率,建立了确定变压器所能承受的最大偏磁电流的有效判据,并给出了仿真验证。仿真结果表明,变压器铁芯的饱和系数以及负荷的功率因数大小,都将影响变压器承受直流偏磁的能力,评估时需综合考虑。该研究为电力变压器的设计、运行以及发展直流偏磁的抑制方法提供了参考依据。