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变压器铁芯直流偏磁的5大危害

发布时间:2016-09-22 14:37      浏览次数:
    直流输电系统的在双极不对称或单极运行时,将有一定的直流电流通过直流系统接地极流入大地,同时在大地表面形成不等电位,这时直流电流可能通过变压器铁芯中性点进入变压器绕组,在变压器铁芯绕组中形成直流电流,变压器磁密工作点发生偏移,使变压器铁芯产生直流偏磁,严重危害电力系统的安全运行。目前广东电网、江苏电网、贵州电网和宁夏电网的实际运行经验均表明,直流输电工程的入地电流对区域电网安全运行造成不利影响。直流偏磁危害主要有以下几个方面:

    1、变压器铁芯噪声和振动加剧 
    由于变压器铁芯磁滞伸缩的原因,当变压器铁芯发生直流偏磁时,铁芯的伸缩、振动幅度将增大,从而导致噪声增大;同时,由于磁滞伸缩产生的震动非正弦的,其噪声包含多种谐波分量,当某一分量与变压器构件发生共振时,噪声将更大,有可能导致变压器内部零件松动、绝缘受损。2004年3月3日,天广直流和三广直流同时同极性单极大地回线运行时,岭澳主变中性点最大直流电流达到43A,岭澳核电站主变压器先后发现不同程度的铁芯绑带松脱、铁心柱弯曲、铁芯片叠片串片等问题;两台变压器还由于铁芯柱严重弯曲和铁芯片叠片串片,造成绕组内部短路,不得不返厂维修。2002年12月,龙泉–江苏政平500kV直流输电工程调试,常州武南两组500kV主变压器中性点直流电流达到了12.8A,噪声最高达91.4dB。朝阳变电站2009年2月4日因主变噪音过大,引起周围社区群众抱怨并围困变电站。

    2、电压波形畸变 
    由于变压器铁芯发生直流偏磁,严重时铁芯可能工作在饱和区,从而使变压器铁芯漏磁通增加,使电压波形发生畸变。2004年5月贵州高坡–广东肇庆直流输电在单极大地回线运行方式下,广东电网220kV春城站主变压器中性点直流电流达到34.5A,噪声达到了93.9dB,谐波电压总畸变率达2.1%。

    3、产生谐波 
    正负半波对称的周期性励磁电流中只含奇次谐波。由于直流偏磁的作用,使半波深度饱和的变压器铁芯励磁电流中出现了偶次谐波。此时,变压器成了交流系统中的谐波源,可能会造成补偿电容器组发生谐波放大甚至谐振,危害电容器组的安全运行。在三广直流输电系统发生单极大地回线运行时,广东电网500kV惠州变电站监测到主变低压侧第2、3组电容器的4次谐波电流有效值达到200A。由于谐波电流严重超标,第2、3组电容器曾先后发生过5次爆炸事故。

    4、变压器无功损耗增加 
    由于直流偏磁引起变压器饱和,励磁电流大大增加,使变压器无功损耗增加,它可使系统电压下降,严重时可使整个电网崩溃。

    5、继电保护系统故障 
    由于变压器直流偏磁引起的波形严重畸变,会导致部分继电保护装置不能正确动作,其产生的零序次谐波(如3/6/9次谐波)可能导致零序电压或电流启动的继电保护装置误动。

这就是变压器变压器铁芯出现直流偏磁后有可能产生的5大危害。