摘要：近些年以来，随着我们国家直流输电工程不断的发展，将会有更多特高压的直流输电投入使用，而直流偏磁的严重程度在逐步上升，给输电工程形成了严重的影响。本文主要结合某地区电网直流的偏磁模型，对变压器饱和给交流电网直流电流分布形成的影响进行了简要的分析。
关键词：变压器 交流电网 直流偏磁
1直流偏磁条件之下励磁电流半波饱和给变压器中性点直流电流形成影响的原理
直流偏磁的出现通常应该有两个条件，其中一个是在同一个输电线路上的两个变压器中性点一同出现接地的情况，第二个条件是两个中性点间具备一定的电位差。如图一所示，两个以YnD11形式连接的变压器构成的直流偏磁原理图，其中T1和T2是变压器，Udc是两个接地变压器的中性点之间的电压，ia、ib以及ic是变压器T2的一次侧电流，而i2则是T2二次侧折算到一次测所呈现的电流，由于我们主要是分析变压器的励磁电流给中性点处直流电流所形成的影响，励磁电流不管是在负载还是空载的时候所呈现的区别较小，所以为了研究起来更加的方便，我们只对空载的情况进行探讨。图二是图一当中T2在空载情况之下将变压器T型的等效电路作为基础的三相等效电路。图二当中的uA、uB以及uC是T1二次侧开路当中的电压，而R则是T1折算到二次侧所形成的等效电阻，以及T1到T2指尖输电线路的等效电阻相加的结果。L是T1折算到二次侧等效电感，以及二者之间数显线路所呈现的等效电感相加的结果。r1、L1、r2、L2是T2一次以及二次侧的直流电阻以及漏电感。i0是零序电流，ima、imb以及imc都是励磁电流。
经分析可知，在将变压器T型的等效电路作为基础的三相接地直流偏磁的模型当中，中性点直流电流主要又三相励磁电流跟直流的分量共同组成。而这个直流电流也主要包含两个部分，包括外界侵入进来的直流偏磁电流，还有变压器当中的励磁支路直流偏磁饱和以及引入直流电流。
2直流偏磁的仿真模型
2.1模型介绍
我们拿额定容量是120MVA，而额定电压是220kV的三相变压作为例子。要是将额定励磁电流依照百分之一的额定电流进行计算，那么单相励磁电流的有效值是2.23A。而要是这样的变器绕组当中所流过电流同样是2.23A直流电，那么形成的直流磁通跟空载磁通所呈现的幅值也就显现出相近的状态，直流偏磁给变压所形成的影响也就会非常大。我们选择在PSCAD/EMTDC的平台当中构建变压器的直流偏磁模型，它的电源是13.8千伏的无尽大电源，电源的电压是由变压器升压之后经过一百千米的三相交流的输电线路而输送到220kV/35kV主变压器当中，而主变压器的模型我们利用经典的T型等效电路。
2.2仿真结果
我们将变压器设置成为能够饱和的模式，将受控电流源当中的电流值更改，继而让入侵直流的偏磁电流逐渐从0到2.5A增长。对入侵直流的偏磁电流、励磁支路在饱和影响之下直流偏磁电流等加以记录，之后针对误差做出计算。
我们利用三相参数对称模型，在不计饱和所形成影响的时候，在中性点所入侵的直流偏磁电流是1.5A、7.5A以及15A的时候，每相会平均分到入侵直流电流是0.5A、2.5A以及5A。经过分析可知，在计及变压器的饱和影响之下，变压器的中性点直流会比入侵直流电流大，同时随着入侵直流电流的逐步提升，其差距也会之间的提高。在入侵电流超过10A以后，误差的分布在百分之三十左右。
3基于某地区电网直流的偏磁电流分布预测模型
3.1模型的构建
我们将这个地区暂时命名为D地区，该地区的交流电网主要包括两个五百千伏的变电站，两个二百二十千伏的发电厂，二十一个二百二十千伏的变电站。我们利用网络化的建模思维，导入接地极的自耦合电阻以及极间的耦合电阻。选择接地极周边受到直流偏磁影响最严重的九个变电站开始建模，各个变电站跟直流接地极之间的地理位置见图三。我们主要是利用计及饱和因素以及不计饱和因素相对应的直流电流误差，不对D地区变压器的励磁支路饱和直流偏磁模型加以考虑的预测电流结果进行误差修正，继而形成对变压器饱和给直流偏磁所形成的影响做出分析和研究。
4结论分析
①在直流偏磁的情况之下，变压器中性点当中的直流电流主要由两个部分所组成，其中一部分是外界所侵入的那部分直流电流，而另外一部分则是变压器的励磁支路处在叠加直流偏磁的饱和情况之下形成的直流分量。②直流偏磁而导致变压器在励磁支路的饱和，将会给变压器的中性点当中的直流电流形成助长的功能，而如果饱和程度越深的情况之下，助长的功能也就显示得越强。③在计及励磁支路的电流饱和以后，能够提升交流电网当中变压器在直流偏磁电流方面预测的精准程度。
参考文献：
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作者简介：郭旭（1988-11），男，汉族，河北省石家庄市，从事变压器检修工作；
论文作者:郭旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：电流论文; 变压器论文; 磁电论文; 电网论文; 励磁论文; 支路论文; 模型论文; 《电力设备》2017年第27期论文;