變壓器中性點直流電流侵入的危害和預(yù)防措施

變壓器中性點直流電流侵入的危害和預(yù)

防措施摘要:隨著直流轉(zhuǎn)換運行方式的廣泛應(yīng)用推廣以及投入使用，對于目前我國很多傳統(tǒng)運網(wǎng)正常運行工作產(chǎn)生了影響,直接影響了整個電路變壓器的正常運行工作以及運行，還有一些不良因素會直接致使整個變壓器直接受損。文章針對電路中性點中直流電損壞如何形成以及影響因素分別進行研究分析，總結(jié)并分別提出有效的預(yù)防措施。關(guān)鍵詞:變壓器，中性點，直流電流，危害，預(yù)防措施引言:直流輸電方式在輸送相同功率時，線路投資較少，對功率和電能的損耗較小，不會產(chǎn)生較大的干擾信號，線路在穩(wěn)態(tài)運行時沒有電抗電壓和電容電流，不需要進行無功補償，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。但是直流輸電會對交流變電站的正常運行造成一定的不良影響,嚴重影響變壓器的正常運作，甚至會破壞變壓器，引起保護誤動。一、變壓器中性點產(chǎn)生直流電流的原因1.1地磁感應(yīng)電流太陽離子風和宇宙的其他射線與電磁場相互作用，產(chǎn)生地磁磁暴，這種磁場的變化可以使得地球表面出現(xiàn)電位梯度,最高可以達到每公里上百伏，持續(xù)時間可以是幾分鐘甚至幾個小時。如果使用中性點接地變壓器正好處于該地區(qū)，由于地磁感應(yīng)電動勢會在變壓器繞組內(nèi)部產(chǎn)生地磁感應(yīng)電流，電流勢的波動感應(yīng)頻率在0.001?2hz之間，可以非常近似將其看作直流，其感應(yīng)波動頻率幅值甚至通常可達100a以上。1.2直流大電流、遠距離的直流接地連接系統(tǒng)一般都會采用大地返回的方式,在換流站基地周邊的散流場地帶會預(yù)留有一定的點向地表返回電流。與換流變電站周邊并行并線運行的交流接地變電站如果距離不遠，則采用交流接地變電站的接地中性點作為接地，直流變壓器可能會因此受到較大干擾。在沒有交流接地變壓器的直流接地中性上會自動產(chǎn)生電流源并流入變壓器，經(jīng)過輸電線路后在另一端的變壓器中性點入地。二、變壓器中性點直流電流的危害2.1變壓器噪聲和振動變大由于這些中性點流入后與電流的相互作用，勵磁器的電流就會發(fā)生嚴重軸向畸變,出現(xiàn)了較大的高頻諧波振動電流，同時整個變壓器內(nèi)的主磁通也就形成了一個周期性不斷變化的不對稱的電磁場，產(chǎn)生了較大的磁通量和諧波電流量，從而直接引發(fā)整個變壓器的繞組硅片或鋼片內(nèi)部出現(xiàn)嚴重伸縮，引起整個變壓器的諧波振動和高頻噪聲。變壓器繞組鐵芯松動硅鋼片的出現(xiàn)伸縮直接導(dǎo)致繞組鐵芯發(fā)生振動,嚴重影響時會直接使得整個變壓器內(nèi)部與其有關(guān)的元器件直接出現(xiàn)鐵芯松動，從而直接引發(fā)繞組局部電磁放電甚至造成繞組鐵芯脫落等各種嚴重后果，對整個變壓器的安全性和運行壽命形成一種嚴重威脅。2.2變壓器的損耗增加在一個帶有中性點飽和電壓不斷流入的直流勵磁飽和電流損耗分量區(qū)的作用下,變壓器直流勵磁器的飽和電流損耗分量就會大幅度的的增加，導(dǎo)致整個直流變壓器中的渦流漏磁銅耗累積分額的量變大。直流勵磁飽和電流的損耗分量如果增加很快就有可能直接導(dǎo)致直流勵磁器的飽和電流連續(xù)性的進入一個大的飽和電流分量區(qū)，使得整個直流變壓器的漏磁渦流損耗漏磁電壓損耗分量變大。由于直流變壓器的漏磁通過位于保護油箱、夾件殼體等上的一層鐵質(zhì)磁密保護整個構(gòu)件，產(chǎn)生渦流損耗。這部分渦流損耗隨著保護構(gòu)件內(nèi)部鐵芯磁密的大大幅度增加而不斷的的增加，可見現(xiàn)在整個變壓器直流供電系統(tǒng)繞組整流過程電路中的直流漏磁電壓損耗分量通常都是會不斷增加的這導(dǎo)致整個直流變壓器的渦流損耗大大的增加。變壓器直流中的勵磁驅(qū)動電流通常滯后于變壓系統(tǒng)勵磁電流90°,產(chǎn)生大量無限有功損耗。一般這一部分產(chǎn)生損耗相對較小，然而當直流中的極性點電壓流過直流勵磁電流時，無功的產(chǎn)生損耗可能會急劇程度增加，即直流變壓器內(nèi)的中性點直流勵磁電流大大增加了系統(tǒng)的無功產(chǎn)生損耗。三、變壓器中性點直流電流的抑制措施3.1主動性策略改變其連接地極與直流變電站的主要連接位置，同一個負荷地極被多個直流降壓系統(tǒng)同時應(yīng)用，加強直流變壓器動力，提高其能夠承受直流電的負荷能力等這些主動措施都已經(jīng)可以準確稱之為主動降壓措施。但是在生產(chǎn)實際中，由于高頻交流電負荷地極區(qū)域與直流電負荷地極不容易真正接近,而且現(xiàn)今的很多主動變壓器生產(chǎn)廠家很難真正生產(chǎn)研制出能夠承受低強度直流電的主動變壓器，所以這個主動措施也往往只能認為是一種理論上的被動措施，很難在生產(chǎn)實際中真正實行措施到位。3.2減小電勢差減小流經(jīng)主變壓器的電流。這種直接控制短路方法多數(shù)上認為是通過直接采取在各短路主接地變電站之間直接隔離安裝一個小的反向直流穩(wěn)壓短路直流電源，借助一個大的反向直流穩(wěn)壓短路直流電源來迫使其通過制造線輸出的反向直流穩(wěn)壓短路電流以通過振幅加大或者最少值來減小短路主接地變電站之間的電勢值，從而達到可以直接達到通過大大降低電勢差，減小反向穩(wěn)壓電流的主要目的。3.3控制直流電流加裝兩個中性點的導(dǎo)線可通直接阻隔。這種設(shè)計操作方法已被廣東省各類網(wǎng)站廣泛采用，它主要設(shè)計優(yōu)點之一是在兩個中性點與兩個主供電上的接地網(wǎng)之間分別又各增加一個導(dǎo)通電容器，電容器同時它還具有一個只能通過導(dǎo)通直接阻隔高頻交流電而不能導(dǎo)通阻隔直流電的兩大主要特點，利用這個兩大優(yōu)點及其特性，可以有效地通過阻斷一條直流用的電纜線通過進入主接地網(wǎng)的變壓器。3.4將過大的直流電分流出去將過大的大量直流電通過相線分流器的排放器輸出去,這樣每一個的相線分流量和電阻就是都會大大的的變小，危害就是也是都會因此大大降低。它主要工作目的也就是通過分流降低地下供電內(nèi)部地下地上相線的直流量和電阻,將一部分大的直流電直接經(jīng)由通過地下地上相線直接向下流走，減小從地下地上相線內(nèi)部直接流經(jīng)的直流電，由于這些大的直流電都通常來說是通過地下地上相線直接通過進入直流到地下內(nèi)部變壓器的，因此通過分流降低地上地下地上相線的全部直流量和分壓電阻就是也會更有可能更有利于供電使原來直接流經(jīng)地下相線變壓器的全部大量直流電被通過地下相線分散的電流去掉一些。3.5電位補償法電位補償法也就是一種將抑制電流反向抵消的抑制方式通過作用來有效率地消除直流偏磁的反向抑制影響，電位補償法也就是常常所說的直流反向抵消抑制電流法，也就是通過將電流反向的抑制方式來有效率地消除或大大限度減弱其對電流的自動反向抑制作用和直流偏磁性的影響，故我們可以把它分為正向電位補償和負向電位補償。三、結(jié)語變壓器中性點流過的電流，可能直接引發(fā)電源變壓器中的局部元件過熱、振動、絕緣結(jié)構(gòu)老化，甚至可能導(dǎo)致變壓器局部燒毀的各類嚴重事故。以上文章作者在對變壓器局部中性點中直流電流的主要成因分析方面進行深入敘述，以科學(xué)理論與應(yīng)用實際相輔的結(jié)合進行深入研究分析，最終得出了有效方法解決了實際中所存在的電源變壓器局部中性點直流電流的根本問題，這樣給我國電力企業(yè)在選擇采取何種解決問題措施上明確提供了有力的理論指導(dǎo)協(xié)調(diào)作用，從而促進了我國電力企業(yè)的發(fā)展，提高了對解決此類問題的認識