交流變壓器直流偏磁抑制措施分析與比較

柴曉博保定天威保變電氣股份有限公司

交流變壓器直流偏磁抑制措施分析與比較

柴曉博
保定天威保變電氣股份有限公司

當前，隨著我國經濟發展速度的不斷加快，以交直流電源為主的各類電器或電子設備也呈現出較為迅猛的發展勢頭。當交流變壓器設備在進行工作時，越來越多的設備會出現直流電流流入變壓器中性點的問題，從而出現交流變壓器發生直流偏磁現象。本文提出了針對交流變壓器出現直流偏磁現象的集中抑制措施，并根據措施特點，進行相互的分析與比較，從而有針對性的對抑制措施進行相應的應用，旨在為交流變壓器能夠避免直流偏磁現象的發展，進而更好的進行工作，做出自己相應的貢獻。

夾流變壓器；直流偏磁；抑制措施

前言

目前，我國各行各業在進行生產和生活活動中，都會對交流電網或交流變壓設備有所應用，而隨著交流變壓設備及交流電網被廣泛應用，交流變壓器中交流偏磁現象也大量出現，對于保障供電功率的變壓器，一旦在變壓器繞阻中，有直流電流進入，則會引起變壓器中的磁密變化，使其在工作中的定點位置出現改變或偏移。不僅如此，發生交流偏磁現象，還會加大變壓器中金屬部分的損壞程度、使變壓設備產生較大且異常的噪音、以及使變壓器溫度急劇升高等，嚴重者，甚至能夠對威脅電網系統的正常運行。由此不難看出，交流變壓器中發生交流偏磁現象，將會對人們的生產和生活造成極大的影響。因此，對于“交流變壓器交流偏磁抑制措施分析與比較”的研究，就具有極大的現實意義。

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，將一個能夠進行有效控制操作的電流源，串聯進變壓器的中性點，使變壓器中性點位置的電位發生改變，從而將進入變壓器中性點的直流電流予以徹底消除。此種措施所采用的電流源，應為反向直流型電流源。另一方面，也可將此措施應用于變電站內，將變電站地網內進行直流電流的注入，并確保所注入的直流電流處于地網與輔助接地極之中［1］。此種措施的特點表現為：涉及到的反向電流，具有很強的靈活性和可操控性，能夠針對中性點的差異，進行電流的注入，且此種措施不會對變壓器原有的保護系統進行破壞，完全獨立。其缺點表現為：如在變電站地網中設置直流電流設備，則需要額外的費用支出，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，作為接入性直流電源，仍然具有一定的安全隱患。

（二）串聯電阻措施

設置直流電流限制電阻，并將此電阻串聯進變壓器中性點、或串聯進變電站地網之中，利用電阻的特點對直流電流進行限制，從而起到抑制交流偏磁的作用。此類方法不但結構相對簡單、便于操作、且所使用的電阻價格低廉，能夠很好的節約成本［2］。此外，根據此類措施的原理，只進行電阻的安裝，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，對于能夠產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，且會對原變壓器的保護裝置產生一定的擾亂，從而影響原變壓器的安全保護。同時，僅進行電阻的串聯，也會使變壓電網所設置的原始數值發生改變，不利于發電穩定。

（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、或串入變電站地網之中，從而起到將直流電流進行有效隔離的作用。此類方法也不具備直流電源，對變電器不會產生安全影響，并且，采用電容器遠比采用串聯電阻所進行的抑制作用強大，能夠有效的對直流電流進行隔離，運行較為安全、穩定。但其缺點是，當變壓器發生交流電路短路或出現外界因素影響的故障時，極易使電容器受到損壞，而要防止此類故障的發生，則需對電容器設置額外的旁路保護措施，不僅設置復雜，而且也使抑制措施的成本提高［3］。

（四）電位增設措施

此種措施為其他抑制措施的改良，將單位區間在0.5-2之間的小型電阻串入變壓器中性點或變電站地網之中，同時，設置特定的可控電源，對經過此電阻的電流額定做出限制，并轉化為直流電位，再通過對變壓器中性點處的直流電位，對繞阻中的直流電流進行有效的控制和限定。此類措施使用的小型電阻較之串聯電阻的阻值更低，并且能夠完全消除交流偏磁對交流變壓器的影響，雖在成本上比串聯電阻較高，但效果不可相提并論。而其也存在不足方面，例如：若阻值達到設定的上限，則會對系統中設定的原始參數起到影響；若阻值降到下限，則需對電流有較大的承受能力，進而加大成本［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，即皆需進行電阻類元件或設備的串入，并需要對電阻進行不同程度的保護，只是在進行保護時，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，對于使用何種抑制措施進行交流偏磁抑制，就需要針對具體情況再做具體分析，以下做簡要總結：首先，對于涉及電量較大的變電站，應采用反向注入法，此種措施能夠對變壓器進行有效的保護；其次，對于二次變電站，則應采用串入電容器措施，安全并且穩定。在此，對于較為昂貴且精密的變壓設備，應采用電位增設措施，雖成本有所提高，但對變壓設備能起到按照額定數值進行轉變的目的，也會更好的對變壓設備起到保護作用。

結語

綜上所述，交流偏磁現象會對交流變壓器及交流電網造成嚴重的影響，為抑制交流偏磁現象的出現，人們提出了反向注入、串聯電阻、電容隔離等一系列抑制和防范措施，并對此等抑制措施進行了明確的分析與比較，以確保在環境及使用特點存在差異的場合與地點，來進行不同類型的交流偏磁抑制措施。并達到保障電力的有效輸出和維護電網安全的目的。

［1］邵武剛.變壓器直流偏磁抑制措施的經濟技術分析［J］.科技創新與應用，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.