关于地铁杂散电流引起的变压器直流偏磁的分析与研究

本文中作者分析了一起地铁杂散电流引起的220kV变压器直流偏磁问题,对杂散电流产生的特点、原因、流入电网的方式及对变压器的影响进行了研究。     

地铁杂散电流引起上海电网变压器偏磁研究

地铁杂散电流造成变压器偏磁的驱动电流源具有复杂、影响因素多等特点。为了认识地铁杂散电流对上海电网变压器偏磁的影响,利用建立的大地模型计算了杂散电流地电位的影响范围,并根据计算结果,选点对上海220kV电网13台变压器和500kV电网7台变压器中性点电流开展了观测实验,利用大量的实测数据研究地铁列车运行工况、变压器运行方式等因素对变压器偏磁电流量值水平和波动性的影响。研究的结果表明,地铁杂散电流对上海城网220kV和500kV变压器的严重影响范围在地铁线路沿线的3km范围内,不能用直流接地极的变压器偏磁评价标准评估地铁杂散电流的偏磁影响。     

地铁杂散电流引起变压器直流偏磁抑制方法

针对城市地铁运行时泄漏的杂散电流会引起沿线变压器直流偏磁问题,提出一种基于碳化硅PiN二极管的偏磁抑制方法。首先,建立杂散电流分布模型并采集现场地电位实测数据,明晰了地铁运行下城区整体大地电位的数值分布特点。然后利用碳化硅PiN二极管在直流电压和故障电流下的电压阻断能力及电流导通特性,提出了基于碳化硅PiN二极管的变压器直流偏磁抑制电路结构与工作流程。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了城市电网110kV变电站主变直流偏磁仿真模型,验证了偏磁抑制方法故障电流导通能力和偏磁直流抑制效果。仿真结果表明：电网故障时,偏磁抑制方法瞬时导通,继电保护迅速动作跳闸;变压器实施偏磁抑制后,中性点直流电流被阻隔,磁滞回线、一次侧绕组电流及励磁电流畸变率降低,直流偏磁得到有效抑制。     

直流偏磁下电力变压器的振动特性

为深入了解直流偏磁情况下变压器的振动特性,基于能量守恒理论,详细分析了变压器铁心的磁致伸缩应变特性及直流偏磁时的振动特性。通过搭建变压器直流偏磁试验平台,对直流偏磁时变压器励磁特性和箱壁振动特性进行测试,得到了励磁电流和振动信号随外加直流分量的变化规律。分析结果表明,励磁电流随直流分量的增加而增大,波形畸变程度加剧,有偶次谐波出现,且各次谐波含量呈现增加趋势但增幅各异。此外,振动信号中有不同程度的高次频率分量出现,且各频率分量幅值随直流分量的增加而增大。     

大型电力变压器直流偏磁试验研究

以实例阐述了单相电力变压器的试验方法,研究了变压器在额定电压情况下发生直流偏磁时,励磁电流、运行噪声和振动等特性的变化。     

城市地区主变直流偏磁研究与处理

主变直流偏磁会降低主变运行的稳定性及寿命。通过对一起实际案例分析研究,结合大量实际测量数据,明确了地铁杂散电流是城市电网主变压器直流偏磁的主要原因之一。研究采用一种新型电容隔直装置,并在实际投运过程中提出隔直装置标准接入和不停电接入两种方式,实际运行效果良好,可解决城市地区主变直流偏磁的问题。     

直流偏磁条件下单相三柱电力变压器三维磁场分析

分析了直流偏磁给变压器带来的危害,对一台大型单相三柱电力变压器的,I-φ曲线进行了计算,提出了变压器直流偏磁电流的计算方法.     

直流偏磁对变压器的影响

对江苏电网500kV变压器受到直流偏磁的影响所产生的问题进行分析，直流偏磁导致变压器噪声增加、变压器铁心过热、变压器温升增大，对电网安全运行极为不利。通过理论分析和实测数据计算，分析直流偏磁对电网设备的影响。     

大型电力变压器直流偏磁研究综述

近年来，随着我国超高压直流输电系统（HVDC）的运用，换流站附近的中性点接地变压器出现了直流偏磁现象。2001年我公司为贵州局生产的安顺变500kV主变，是国内首次遇到此问题的变压器；2001年3月至2002年10N江苏淮安上河变电所500kV主变因太阳磁暴导致的变压器直流偏磁现象引发变压器连续五次噪声异常增加。     

直流偏磁对中性点接地变压器的影响

研究了直流偏磁的基本原理及其对变压器的影响,分析比较了目前四种常用直流偏磁抑制措施的特点;提出了一种基于PWM-CSR的补偿装置,该装置采用直接电流控制,灵活实用,可以较好地抑制变压器直流偏磁,仿真验证了该装置的有效性。     

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。     

500kV电力变压器偏磁振动分析

结合2座500 kV变电站内变压器的振动测试数据进行大型电力变压器直流偏磁振动机制的分析及特征的提取。首先,从变压器振动的基本原理及偏磁原理出发,分析了直流偏磁情况下变压器振动的振动机制,得到了以1个信号工频周期的2个半周期波形及能量差异较大为主要特征并包括50 Hz基频分量增加和信号复杂度增加等特征在内的偏磁振动信号的3个特征。然后,提出相应的信号特征提取方法用于获取偏磁振动的特征。最后,对结合地磁水平分量以及中性点电流直流分量筛选得到的地磁感应电流与直流输电单极运行导致的变压器偏磁振动信号进行频谱与特征提取分析。分析结果验证了提出的直流偏磁特征以及相应的特征提取方法的有效性。     

基于单相三柱变压器的直流偏磁实验与偏磁特性分析

太阳磁暴和直流输电在大地中形成的准直流电流和直流电流,会影响变压器铁心的磁化特性和电网的正常运行。利用单相三柱变压器进行不同直流偏磁条件下的直流偏磁实验。实验结果表明直流偏磁会影响变压器铁心的磁滞特性与励磁特性,直流磁通的大小与直流电流、交流电压相关。分析变压器铁心直流偏磁下的磁化特性,对于电力系统的安全运行、变压器的设计与制造有着重要的工程意义。     

直流偏磁对500 kV变压器振动特性的影响分析

特高压直流工程单极-大地回路运行时,直流电流侵入大型变压器绕组,致使变压器振动加剧。为了深入了解直流偏磁对大型变压器振动特性的影响,分析了变压器的振动机理及直流偏磁的影响机制。在白鹤滩—江苏 ± 800 kV特高压直流输电工程调试期间,对500 kV三相变压器的中性点电流、振动信号进行了实测,量化了直流偏磁程度,分析了不同直流偏磁程度下变压器振动信号时域及频谱特征。提取了波形畸变比、奇偶次谐波能量比、累计能量占比、功率谱熵等特征量来分析直流偏磁对大型变压器振动特性的影响。结果表明：直流偏磁导致波形畸变,1个工频周期内2个半周期对应的振动波形不再对称分布;随着直流偏磁程度增加,振动信号主频分量改变,50 Hz倍频谐波分量增多,其中50 Hz奇次谐波增幅要大于偶次谐波,且影响主要集中在600 Hz以内;由于铁心饱和作用,直流偏磁增大到一定程度时,磁不平衡性降低,振动信号复杂度不再增加。     

电力变压器直流偏磁研究综述

针对电力变压器直流偏磁现象,对当前变压器直流偏磁的研究进行了总结,对直流偏磁的研究方法及成果进行详细分析。列出了直流偏磁产生的主要原因及其基本原理,详细论述了直流偏磁对变压器影响,对变压器直流偏磁的研究方法一般是通过实测建立相应的计算模型,进行模拟仿真计算,以及限流和隔直是抑制直流偏磁的主要方法。     

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...     

深圳变电站500 kV主变压器直流偏磁现象测试及抑制分析

为明确深圳变电站变压器出现间歇性噪音的成因,解决变压器噪音异常的问题,对深圳站500 kV变压器接地中性点的直流电流进行监测,通过分析表明:该变压器的噪音异常现象是由杂散电流导致的变压器直流偏磁引起。为治理变压器的直流偏磁现象,根据杂散电流入侵变压器接地中性点直流电流的特征,采用电容隔直装置对深圳站的变压器直流偏磁进行抑制;并从深圳站变压器及深圳站片区电网的角度,通过全网监测对比分析隔直装置对深圳站入侵变压器中性点直流电流的抑制效果,以及其对片区电网变压器的影响。结论表明:应根据电网的电气拓扑结构,并基于全网角度,对深圳站500 kV自耦变压器的直流偏磁进行综合优化治理。     

一种抑制电力变压器直流偏磁的新方法

特高压直流系统会造成变压器直流偏磁,严重威胁电网设备安全、稳定运行.对变压器产生直流偏磁的机理、原因等进行阐述,从变压器设计和工艺的角度提出一种新的抑制变压器直流偏磁的解决方案,通过增加补偿绕组的方式对变压器内部结构进行改造,实现对变压器直流偏磁的抑制,利用仿真方式进行验证,结果表明该方案有很好抑制变压器直流偏磁的效果...     

换流变压器直流偏磁的保护判据研究

阐述直流偏磁对换流变压器和直流系统的影响和危害,运用电磁暂态仿真程序(Electro Magnetic Transient in DC System,EMTDC)对国际大电网会议(International Conference on Large HV Electric System,CIGRE)直流输电标准测试系统正...