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交流變壓器直流偏磁抑制措施分析與比較

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當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，以交直流電源為主的各類電器或電子設(shè)備也呈現(xiàn)出較為迅猛的發(fā)展勢(shì)頭。當(dāng)交流變壓器設(shè)備在進(jìn)行工作時(shí)，越來越多的設(shè)備會(huì)出現(xiàn)直流電流流入變壓器中性點(diǎn)的問題，從而出現(xiàn)交流變壓器發(fā)生直流偏磁現(xiàn)象。本文提出了針對(duì)交流變壓器出現(xiàn)直流偏磁現(xiàn)象的集中抑制措施，并根據(jù)措施特點(diǎn)，進(jìn)行相互的分析與比較，從而有針對(duì)性的對(duì)抑制措施進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用，旨在為交流變壓器能夠避免直流偏磁現(xiàn)象的發(fā)展，進(jìn)而更好的進(jìn)行工作，做出自己相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

夾流變壓器；直流偏磁；抑制措施

前言

目前，我國(guó)各行各業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)和生活活動(dòng)中，都會(huì)對(duì)交流電網(wǎng)或交流變壓設(shè)備有所應(yīng)用，而隨著交流變壓設(shè)備及交流電網(wǎng)被廣泛應(yīng)用，交流變壓器中交流偏磁現(xiàn)象也大量出現(xiàn)，對(duì)于保障供電功率的變壓器，一旦在變壓器繞阻中，有直流電流進(jìn)入，則會(huì)引起變壓器中的磁密變化，使其在工作中的定點(diǎn)位置出現(xiàn)改變或偏移。不僅如此，發(fā)生交流偏磁現(xiàn)象，還會(huì)加大變壓器中金屬部分的損壞程度、使變壓設(shè)備產(chǎn)生較大且異常的噪音、以及使變壓器溫度急劇升高等，嚴(yán)重者，甚至能夠?qū)ν{電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。由此不難看出，交流變壓器中發(fā)生交流偏磁現(xiàn)象，將會(huì)對(duì)人們的生產(chǎn)和生活造成極大的影響。因此，對(duì)于“交流變壓器交流偏磁抑制措施分析與比較”的研究，就具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、交流變壓器交流偏磁抑制措施的分類

（一）反向注入措施

一方面，將一個(gè)能夠進(jìn)行有效控制操作的電流源，串聯(lián)進(jìn)變壓器的中性點(diǎn)，使變壓器中性點(diǎn)位置的電位發(fā)生改變，從而將進(jìn)入變壓器中性點(diǎn)的直流電流予以徹底消除。此種措施所采用的電流源，應(yīng)為反向直流型電流源。另一方面，也可將此措施應(yīng)用于變電站內(nèi)，將變電站地網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行直流電流的注入，并確保所注入的直流電流處于地網(wǎng)與輔助接地極之中［1］。此種措施的特點(diǎn)表現(xiàn)為：涉及到的反向電流，具有很強(qiáng)的靈活性和可操控性，能夠針對(duì)中性點(diǎn)的差異，進(jìn)行電流的注入，且此種措施不會(huì)對(duì)變壓器原有的保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行破壞，完全獨(dú)立。其缺點(diǎn)表現(xiàn)為：如在變電站地網(wǎng)中設(shè)置直流電流設(shè)備，則需要額外的費(fèi)用支出，并且，作為可操控的反向電流源，也是增添了較大的成本，同時(shí)，作為接入性直流電源，仍然具有一定的安全隱患。

（二）串聯(lián)電阻措施

設(shè)置直流電流限制電阻，并將此電阻串聯(lián)進(jìn)變壓器中性點(diǎn)、或串聯(lián)進(jìn)變電站地網(wǎng)之中，利用電阻的特點(diǎn)對(duì)直流電流進(jìn)行限制，從而起到抑制交流偏磁的作用。此類方法不但結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、便于操作、且所使用的電阻價(jià)格低廉，能夠很好的節(jié)約成本［2］。此外，根據(jù)此類措施的原理，只進(jìn)行電阻的安裝，且本身不具有電量，在安全性上有較好的保障。但此類措施卻具有相對(duì)較多的不足，例如：此措施僅能縮減直流電流而不能完全消除直流電流，又缺乏靈敏性，對(duì)于能夠產(chǎn)生較大電量的直流電流來講，起到的交流偏磁抑制作用并不十分明顯，且會(huì)對(duì)原變壓器的保護(hù)裝置產(chǎn)生一定的擾亂，從而影響原變壓器的安全保護(hù)。同時(shí)，僅進(jìn)行電阻的串聯(lián)，也會(huì)使變壓電網(wǎng)所設(shè)置的原始數(shù)值發(fā)生改變，不利于發(fā)電穩(wěn)定。

（三）電容阻隔措施

此種抑制措施，是將電容器串入變壓器中性點(diǎn)、或串入變電站地網(wǎng)之中，從而起到將直流電流進(jìn)行有效隔離的作用。此類方法也不具備直流電源，對(duì)變電器不會(huì)產(chǎn)生安全影響，并且，采用電容器遠(yuǎn)比采用串聯(lián)電阻所進(jìn)行的抑制作用強(qiáng)大，能夠有效的對(duì)直流電流進(jìn)行隔離，運(yùn)行較為安全、穩(wěn)定。但其缺點(diǎn)是，當(dāng)變壓器發(fā)生交流電路短路或出現(xiàn)外界因素影響的故障時(shí)，極易使電容器受到損壞，而要防止此類故障的發(fā)生，則需對(duì)電容器設(shè)置額外的旁路保護(hù)措施，不僅設(shè)置復(fù)雜，而且也使抑制措施的成本提高［3］。

（四）電位增設(shè)措施

此種措施為其他抑制措施的改良，將單位區(qū)間在0.5-2之間的小型電阻串入變壓器中性點(diǎn)或變電站地網(wǎng)之中，同時(shí)，設(shè)置特定的可控電源，對(duì)經(jīng)過此電阻的電流額定做出限制，并轉(zhuǎn)化為直流電位，再通過對(duì)變壓器中性點(diǎn)處的直流電位，對(duì)繞阻中的直流電流進(jìn)行有效的控制和限定。此類措施使用的小型電阻較之串聯(lián)電阻的阻值更低，并且能夠完全消除交流偏磁對(duì)交流變壓器的影響，雖在成本上比串聯(lián)電阻較高，但效果不可相提并論。而其也存在不足方面，例如：若阻值達(dá)到設(shè)定的上限，則會(huì)對(duì)系統(tǒng)中設(shè)定的原始參數(shù)起到影響；若阻值降到下限，則需對(duì)電流有較大的承受能力，進(jìn)而加大成本［4］。

二、交流變壓器交流偏磁抑制措施的綜合比較

在對(duì)交流變壓器交流偏磁起到抑制作用的四種措施，有三種基本采用的類型相似，即皆需進(jìn)行電阻類元件或設(shè)備的串入，并需要對(duì)電阻進(jìn)行不同程度的保護(hù)，只是在進(jìn)行保護(hù)時(shí)，所采用的旁路不同、難易程度不同、以及所涉及到的成本也各不相同。因此，對(duì)于使用何種抑制措施進(jìn)行交流偏磁抑制，就需要針對(duì)具體情況再做具體分析，以下做簡(jiǎn)要總結(jié)：首先，對(duì)于涉及電量較大的變電站，應(yīng)采用反向注入法，此種措施能夠?qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行有效的保護(hù)；其次，對(duì)于二次變電站，則應(yīng)采用串入電容器措施，安全并且穩(wěn)定。在此，對(duì)于較為昂貴且精密的變壓設(shè)備，應(yīng)采用電位增設(shè)措施，雖成本有所提高，但對(duì)變壓設(shè)備能起到按照額定數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)變的目的，也會(huì)更好的對(duì)變壓設(shè)備起到保護(hù)作用。

結(jié)語

綜上所述，交流偏磁現(xiàn)象會(huì)對(duì)交流變壓器及交流電網(wǎng)造成嚴(yán)重的影響，為抑制交流偏磁現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們提出了反向注入、串聯(lián)電阻、電容隔離等一系列抑制和防范措施，并對(duì)此等抑制措施進(jìn)行了明確的分析與比較，以確保在環(huán)境及使用特點(diǎn)存在差異的場(chǎng)合與地點(diǎn)，來進(jìn)行不同類型的交流偏磁抑制措施。并達(dá)到保障電力的有效輸出和維護(hù)電網(wǎng)安全的目的。

［1］邵武剛.變壓器直流偏磁抑制措施的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，12（06）24:171.

［2］郭修杰.交流變壓器直流偏磁抑制措施分析與比較［J］.機(jī)電信息，2014，11（11）27:100-101.

［3］郝桂芹.變壓器直流偏磁抑制方法的應(yīng)用分析［J］.陜西電力，2013，06（10）06:31-34.

［4］王燕，皇甫成，阮江軍，張輝.抑制高壓直流換流站附近變壓器中性線直流電流措施的研究［J］.高壓電器，2008，05（09）05: 413-416.