CN106338659A - 500kV单相自耦变压器中直流偏磁的判断方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种500kV单相自耦变压器中直流偏磁的判断方法，是按照前后相同输入电流下磁链守恒原理进行等效，通过采集500kV自耦变压器中性点的直流电流及下一电压等级变压器中性点的直流电流，当500kV自耦变压器中性点投入隔直设备后，根据磁链守恒原理等效出500kV自耦变压器每相绕组中通过的直流电流，再根据《高压直流接地极技术导则》的要求，进行判断500kV自耦变压器每相绕组中通过的直流电流是否超标。通过对500kV自耦变压器建模，按照前后相同输入电流下磁链守恒原理进行等效，解决了在500kV自耦变压器中性点投入隔直电容后，自耦变压器串联绕组中直流电流的测量问题，为需要承受直流偏磁的500kV自耦变压器正常运行的可靠性提供了保障。

Description

500kV 单相自耦变压器中直流偏磁的判断方法

技术领域

本申请涉及一种500kV单相自耦变压器中直流偏磁的判断方法，尤其是用于减少特高压直流输电系统对500kV单相自耦变压器直流偏磁影响的方法。

背景技术

直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态，直接现象是，在变压器绕组中通过很小的直流分量就会形成很大的直流激磁磁势，该直流磁势与交流磁势一起作用于变压器原边，造成变压器铁心的工作磁化曲线发生偏移，出现关于原点不对称，即变压器偏磁现象。

当特高压直流输电工程投运后，采用高压直流输电单极—大地回线运行方式时，会导致换流站及周围交流变电站中的变压器出现直流偏磁现象，造成变压器噪声增大，震动加剧等。直流偏磁对变压器有长期的危害，目前变压器厂家对需要承受直流偏磁的变压器正常运行的可靠性不做保证，而且也没有一套行之有效的质量检验装置。目前只能应用可靠的方法检测出变压器中直流偏磁的大小，依据《高压直流接地极技术导则》进行合理的预防及治理。

当前解决直流偏磁的方法消除变压器中性点流入直流电流的方法有3种，一是在变压器中性点加装电阻；二是在输电线路上装设串联电容补偿；三是在变压器中性点装设电容。根据实际工程应用效果，考虑经济性问题等，以电容法的直流偏磁抑制装置实际应用效果较好。但应用电容法进行直流偏磁治理时，在500kV自耦变压器中性点上安装隔直电容后，考虑到自耦变压器的特殊结构，直流电流会经过自耦变压器串联绕组，因此需要对500kV自耦变压器中每相绕组中流过的电流予以考虑，而目前的测试方法，当500kV自耦变压器中性点投入隔直电容后，即无法直接测出每相绕组中流过的直流电流，承受直流偏磁的变压器正常运行的可靠性也就无从谈起。

发明内容

本申请的目的是提供一种为了解决在500kV自耦变压器中性点投入隔直电容后，自耦变压器串联绕组中直流电流的测量问题，为变压器的运行状态的稳定性、可靠性提供依据的500kV自耦变压器中直流偏磁的判断方法。

本申请的目的是这样实现的：500kV自耦变压器中直流偏磁的判断方法是按照前后相同输入电流下磁链守恒原理进行等效，通过采集500kV自耦变压器中性点的直流电流及下一电压等级变压器中性点的直流电流，当500kV自耦变压器中性点投入隔直设备后，根据磁链守恒原理等效出500kV自耦变压器每相绕组中通过的直流电流，再根据《高压直流接地极技术导则》的要求，进行判断500kV自耦变压器每相绕组中通过的直流电流是否超标。其包括以下步骤：

（1）对500kV自耦变压器进行建模，将自耦变压器分为中性点隔直电容退出和投入两种运行模式，并建立不同的模型；

（2）采集500kV自耦变压器中性点及下一电压等级变压器中性点的直流电流；

（3）根据测得的500kV自耦变压器中性点的电流与标准值0.003*I_n比较，大于标准值时，将此中性点投入隔直电容；

（4）根据测得的500kV自耦变压器中性点的电流与标准值0.003*I_n比较，小于标准值时，将此中性点退出隔直电容，中性点接地刀直接接地；

（5）经过步骤（3）、（4）的判断，变压器进行运行模式转换，当隔直电容投入后500kV线路中直流电流会经自耦变压器的串联绕组流入到下一电压等级的变压器中性点，自耦变压器每相绕组中直流电流无法直接测量，变压器运行工况未知；

（6）根据磁链守恒原理等效原理，计算出500kV自耦变压器每相绕组中通过的直流电流，监测变压器运行工况；

（7）根据计算值，若自耦变压器每相绕组中通过的直流电流大于0.003*I_n，则减少哈郑直流接地极的电流，直到符合标准。

由于实施上述技术方案，通过对500kV自耦变压器建模，按照前后相同输入电流下磁链守恒原理进行等效，解决了在500kV自耦变压器中性点投入隔直电容后，自耦变压器串联绕组中直流电流的测量问题，为需要承受直流偏磁的500kV自耦变压器正常运行的可靠性提供了保障。

附图说明：本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：

图1为本发明500kV自耦变压器中性点未投入隔直电容时变压器绕组中直流电流测量原理示意图；

图2为本发明500kV自耦变压器中性点投入隔直电容后变压器绕组中直流电流测量原理示意图；

图3为本发明500kV自耦变压器中直流偏磁测量方法的流程图。

具体实施方式：

本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

实施例：根据DL/T 437-2012《高压直流接地极技术导则》中第6.3条标准内容，当制造厂商不能提供技术要求，变压器每相绕组的允许直流电流暂定为：单相变压器为额定电流的0.3%。本发明中将500kV单相自耦变压器按照磁链守恒原理等效为单相变压器，则500kV单相自耦变压器中每相绕组允许流过的直流电流为0.003*I_n ，式中I_n为500kV单相自耦变压器额定电流，单位为A。依据导则规定，本发明具体实施方案为：

下面是本发明的一个优选实施例，包括了采用本发明的方法实现的一个具体的应用于500kV自耦变压器中直流偏磁的判断方法。

附图1为500kV单相自耦变压器中性点未投入隔直电容时变压器绕组中直流电流测量原理示意图。首先对500kV单相自耦变压器建模，n₁为串联绕组匝数，n₂为并联绕组匝数。K1为500kV单相自耦变压器中性点接地开关，C1为500kV单相自耦变压器中性点隔直电容，K2为下一电压等级变压器中性点接地开关，C2为下一电压等级变压器中性点隔直电容，当K1、K2均闭合时，C1、C2被旁路，此时，I₁为串联绕组中流过的直流电流，I₂为自耦变压器中性点中流过的直流电流，I₀为下一电压等级变压器中性点中流过的直流电流，根据基尔霍夫定律，I₁ = I₀ + I₂ ，其中，I₂ 、I₀ 可由500kV单相自耦变压器和下一电压等级变压器中性点加装的直流电流测量设备得到。

附图2为本发明500kV单相自耦变压器中性点投入隔直电容后变压器绕组中直流电流测量原理示意图。当500kV单相自耦变压器中性点流过的电流大于0.003*I_n时，K1断开K2仍然保持闭合状态，此时，自耦变压器中性点投入隔直电容，由于自耦变压器的特殊结构，直流电流会经过自耦变压器串联绕组，进入到下一电压等级的变压器中性点流入大地。此时，对自耦变压器进行磁路分析，按照前后相同输入电流下磁链守恒原理进行等效，得出I*n= I₁ * n₁ + I₂ * n₂ ，计算出的I即为500kV单相自耦变压器中通过每相绕组中流过的电流，根据此计算值可判断出500kV变压器所承受的直流偏磁产生的直流电流是否超标，为变压器的运行状态的稳定性、可靠性提供依据。

附图3为本发明500kV单相自耦变压器中直流偏磁测量方法的流程图。在流程图中，500kV单相自耦变压器建模模块①将自耦变压器不同运行模式建立不同的模型，由附图1和附图2所示；测量模块②对500kV单相自耦变压器中性点及下一电压等级变压器中性点的直流电流进行采集；逻辑判断1模块 根据测得的500kV单相自耦变压器中性点的电流与标准值0.003*I_n比较，大于标准值时，将此中性点投入隔直电容；逻辑判断2模块根据测得的500kV单相自耦变压器中性点的电流与标准值0.003*I_n比较，小于标准值时，将此将此中性点退出隔直电容，中性点接地刀直接接地；运行模式转换模块进行运行模式转换后500kV线路中直流电流会经自耦变压器的串联绕组流入到下一电压等级的变压器中性点，自耦变压器每相绕组中直流电流无法直接测量，变压器运行工况未知；等效模块⑥根据磁链守恒原理等效原理，计算出500kV单相自耦变压器每相绕组中通过的直流电流，监测变压器运行工况；逻辑判断3模块⑦根据计算值，若自耦变压器每相绕组中通过的直流电流大于0.003*I_n，则减少直流输电系统中接地极的电流，直到符合标准。

以上技术特征构成了本申请的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。

Claims (1)

1.一种500kV单相自耦变压器中直流偏磁的判断方法，其特征在于：其包括以下步骤：

（1）对500kV自耦变压器进行建模，将自耦变压器分为中性点隔直电容退出和投入两种运行模式，并建立不同的模型；

（2）采集500kV自耦变压器中性点及下一电压等级变压器中性点的直流电流；

（3）根据测得的500kV自耦变压器中性点的电流与标准值0.003*I_n比较，大于标准值时，将此中性点投入隔直电容；

（4）根据测得的500kV自耦变压器中性点的电流与标准值0.003*I_n比较，小于标准值时，将此中性点退出隔直电容，中性点接地刀直接接地；

（5）经过步骤（3）、（4）的判断，变压器进行运行模式转换，当隔直电容投入后750kV线路中直流电流会经自耦变压器的串联绕组流入到下一电压等级的变压器中性点，自耦变压器每相绕组中直流电流无法直接测量，变压器运行工况未知；

（6）根据磁链守恒原理等效原理，计算出500kV自耦变压器每相绕组中通过的直流电流，监测变压器运行工况；

（7）根据计算值，若自耦变压器每相绕组中通过的直流电流大于0.003*I_n，则减少哈郑直流接地极的电流，直到符合标准。