直流偏磁条件下变压器的谐波畸变特征

结合我国在建的±660 kV直流输电线路（银川至青岛）,基于建立的非线性磁模型,对距青岛换流站30 km的220 kV匡正站一号主变进行了谐波定量分析。结果表明,直流偏磁条件下变压器输出电压的偶次与奇次谐波含量均显著增加,使得变压器成为系统的严重谐波源。通过分析直流偏磁对变压器影响的相关因素,给出了该变压器输出电压偶次谐波含量与中性点注入直流的对应关系,为发展基于中性点反向注入电流的直流偏磁抑制方法提供了新思路。     

基于PSCAD/EMTDC的变压器直流偏磁仿真研究

基于PSCAD/EMTDC建立用于变压器偏磁分析的电磁暂态仿真平台,并对在PSCAD/EMTDC中实现的相关技术细节进行了说明,包括变压器模型、参数选择以及直流偏磁的模拟原理。利用该平台全面而详细地分析了变压器在正常运行、空载合闸、和应涌流、区内外故障及故障恢复等各种情况下变压器直流偏磁的波形特征,并分析相关保护的动作行为。结果表明：变压器直流偏磁对相关继电保护影响不大,只是在大的过渡电阻或轻微匝间故障时,区内故障可能出现拒动的情况。     

直流偏磁条件下电力变压器谐波的仿真计算与试验研究

对变压器在不同直流偏磁条件下励磁电流谐波进行了研究,并进行了仿真分析。     

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。     

特高压变压器直流偏磁谐波响应特性研究

对我国自主研发制造的单相四柱式特高压变压器进行了直流偏磁谐波响应特性研究,综合考虑调压补偿变和主体变在主、漏磁通间的相互作用,建立了计算模型,分析了各绕组谐波电流分布及谐波传播特性.     

变压器直流偏磁谐波对并联电容器的影响分析

基于变压器直流偏磁下的谐波特性,采用等值电路法分析了并联电容器支路对直流偏磁下谐波的谐振机理。对惠州电网某变电站500kV变压器低压侧电容器组损坏事件进行了分析,通过对直流偏磁下低压侧各奇次和偶次谐波阻抗的计算,得出了在现有电容器支路参数下可能发生4次谐波放大现象的结论。通过将第2组和第3组电容器电抗率提高到12%,并进一步对低压侧各次谐波阻抗进行计算分析,结果证明增大串联电抗器电抗率的方法能够很好地抑制4次谐波放大,从而为变电站并联电容器组在直流偏磁谐波下的参数选择和安全运行提供参考。     

直流偏磁变压器消耗无功的计算

研究了直流输电单极大地回线方式运行导致高压变压器直流偏磁情况下变压器消耗无功功率的数值规律.基于电力系统暂态仿真计算程序PSCAD建立了不同结构变压器直流偏磁状态下的无功计算模型,定量分析中性点直流电流与消耗无功功率的关系.结果表明,直流电流越大,励磁电压越高,变压器消耗的无功功率越大;在变压器中性点直流电流小于20A和励磁电压小于1.1p.u.情况下,单相、三相三柱、三相壳式、三相五柱变压器消耗的无功功率与直流电流显现近似线性关系.单相变压器消耗无功功率最多,三相壳式变压器次之,三相五柱式变压器消耗的无功功率略小于三相壳式变压器;三相三柱变压器消耗的无功功率最少.综合上述结果,当运行中发现如下任意一种情况时,建议采用抑制变压器中性点直流电流的相关措施:单相变压器中性点直流电流超过10A,三相壳式和三相五柱变压器超过12A,三相三柱变压器超过60A.     

直流偏磁对变压器保护的影响及直流偏磁保护改进

随着高压直流输电工程的建设,直流系统对周边电力设备的影响逐步受到关注.当直流系统单极大地运行或直流控制系统出现异常时,可能产生较大的直流电流注入相邻变压器.此时变压器可能产生直流偏磁.文中通过对变压器几种磁饱和特性的对比指出了直流偏磁的特殊性,结合现场波形特征分析直流偏磁及常见的偏磁抑制装置对保护设备的影响,指出现有直...     

500 kV电力变压器直流偏磁耐受性能的仿真研究

为了深入研究500 kV电力变压器的直流偏磁耐受性能,根据J-A磁滞回线理论,基于电路磁路模型建立了500 kV自耦变压器的直流偏磁仿真模型,通过改变J-A模型中的关键参数,仿真研究了矫顽力、剩磁和磁滞损耗等硅钢片磁化特性对500 kV变压器直流偏磁耐受性能的影响。仿真结果表明,变压器直流偏磁时,励磁电流出现畸变,有偶次谐波出现,励磁电流随直流分量的增大呈现不同的增幅。当磁滞回线的矫顽力增大时,励磁电流及其总谐波畸变率随外加直流分量的增幅变小。当剩磁和磁滞损耗增大时,励磁电流及其总谐波畸变率随外加直流分量的增幅加剧。研究结果可为大型变压器直流偏磁耐受能力评估及直流偏磁抑制措施提供理论依据和新思路,具有一定的实用价值。     

直流偏磁条件下电力变压器振动特性研究进展

基于电力系统中直流偏磁成因及变压器振动机制的分析,结合演绎铁磁材料本构关系的基础理论,从磁畴理论、现象学理论、热力学关系及弹性力学4个角度对磁致伸缩的建模机理与存在的问题进行了分析。在此基础上,对发生直流偏磁时磁致伸缩的现有计算模型进行对比,并讨论了发生直流偏磁时的硅钢片实验与变压器现场测试等研究中的不足,继而探析变压器振动的实验研究中直流电源的引入方式。综合分析现有研究进展后指出,为了给评估变压器承受直流偏磁能力与指导变压器的设计等提供参考,亟需研究直流偏磁时铁磁材料的磁化特性与磁致伸缩的模型这2个科学问题。     

变压器直流偏磁的振动特性研究

阐述了围绕中性点直流电流导致变压器振动开展的研究工作.运用实验室模拟试验和现场实测,研究了直流偏磁导致的变压器振动频谱的频率分布,分析了偏磁电流、运行电压对振动强度、振动频率的影响,研究结果表明,直流偏磁会导致振动强度、振动奇次谐波和高次谐波的增加,特别是会引起非100 Hz整数倍的高频振动.     

Reactive power demand of transformers with DC bias

It has been observed that the presence of DC bias currents/fluxes in power transformers generates harmonic currents and voltages with an associated increase in reactive power (kVAr) demand resulting in a voltage drop. Such DC biases can occur: in transformers near high-voltage DC (HVDC) terminals; due to imperfect or half-controlled rectification resulting in DC, even and odd harmonics; because of geomagnetically induced currents; as a consequence of nuclear explosions changing the Earth's magnetic field; and due to rectifiers working in a normal (e.g., half-wave) mode. The actual network conditions causing such kVAr demand and its suppression, canceling, or mitigation are not very well understood, particularly for transformers with three legs. This article explains for the first time this kVAr demand and its suppression based on experimental data. Tests were performed for three-phase power transformers with three legs, with or without the influence of a magnetic tank     

直流单极运行对交流变压器的影响

超高压直流输电系统运行中地中电流使处于不同地电位的交流变压器中性点之间通过变压器绕组产生直流电流,分析了该直流电流对三相芯式、三相五柱式和三相分体式等不同结构变压器偏磁的影响,并结合实测结果分析了政平直流站对江苏500kV和220kV电网中性点接地运行的变压器的影响,根据有关分析提出了相应的建议。     

直流输电对交流系统变压器的影响

列举了天生桥—广州直流输电系统、三峡—广东鹅城直流输电系统、贵州高坡—广东肇庆直流输电系统调试投运期间的大量现场实测数据,并对这些数据进行分析,结果表明直流输电系统单极大地回线方式或双极不对称方式运行时对交流系统中性点接地运行变压器的噪声、变压器中性线直流电流以及电网谐波电压均会产生较大影响,严重时可能损坏电力设备。该结论对直流输电系统的设计、建设、运行以及交流系统采取相应措施有极重要的参考价值。     

交、直流输电系统相互影响引起的谐波不稳定问题

对于多馈入交直流输电系统而言,谐波的交互作用不仅会通过换流器产生,也会通过整个交流网络形成,因此这种情况就更显复杂。为了研究发生这种不利交互作用的风险,所有电气距离较近的直流线路都应考虑在内。文中以贵州—广东2条高压直流输电线路为例,应用具有详细换流器模型的电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了全电磁暂态仿真模型,对谐波的交互作用引起的送端谐波不稳定问题进行了分析研究。研究结果表明,在弱交流连接方式下发生直流线路双极闭锁故障时,2条直流系统与交流系统之间的相互影响会引发谐波不稳定,而在其他故障条件下     

直流偏磁下电流互感器测量特性分析

电流互感器作为电力系统的基本测量单元,其性能对电能计量的准确性有重要影响.随着非线性负荷和绿色能源的大量接入,供电线路电流中出现的直流分量可能严重影响电流互感器的测量准确性,甚至会造成电流互感器铁芯饱和.因此,十分必要对直流偏磁下电流互感器的测量准确性进行评估.文章基于对电流互感器电磁物理特性的分析,建立了存在直流偏磁下表征电流互感器测量特性的解析模型,推导出了电流互感器测量准确性与安匝数、铁芯尺寸、铁芯材料、二次负荷等参数之间的关系式,并对所建模型进行仿真验证得到的结果,对直流偏磁下电流互感器的测量特性进行了讨论.     

多基频交直流互联系统的谐波特性研究

采用理想化的研究方法，通过数字仿真和数学分析，对多基频交直流互联系统的谐波特性进行了系统的研究。提出了次特征谐波及主导次特征谐波的概念，比较确切地刻划了基频不同交流系统经直流互联后的谐波特性。     

三相同步发电机供交直流混合负载时交流电压波形的畸变

在舰船上可利用三相同步发电机同时向交流负载和直流负载供电。在这种供电系统中，整流电源换相引起的交流电压波形畸变是一个很重要的问题。本文对的三相同步发电机直接整流或经变压器整流时的交流侧电压波形进行了傅氏级数分解，对电压波形正弦性畸变率的计算公式及其影响因素进行了推导和分析。     

交直流混线电压互感器烧损剖析

针对交直流混线时电压互感器烧损,对10kV系统正常运行电压互感器三相阻抗不平衡时电压、过渡电阻接地系统电压以及过渡电阻接地又电压互感器三相阻抗不平衡时电压进行了研究,并结合10kV交流系统与1kV直流系统混线实例,分析了电压互感器烧损的具体过程;指出窜入交流系统的高压直流,促使电压互感器铁芯磁路迅速饱和导致阻抗的三相不平衡是造成电压互感器烧损的关键原因,及时有效地处理单相接地故障可以避免事故扩大,设计时在交直流线路交叉处采取有效的措施是避免出现混线事故的根本方法。