一种电力变压器直流偏磁的抑制方法

摘要

本发明公开了一种电力变压器直流偏磁的抑制方法,电力变压器的输入输出均为三相，电力变压器由三个一次绕组和三个二次绕组构成，在电力变压器的公用铁芯上绕制第三绕组作为直流补偿绕组，在第三绕组内串联接入一个电流控制的直流电流源，并在所述一次绕组的中性点处安装一个直流电流互感器，第三绕组有三个，采用串联方式连接；直流电流源输出的电流极性与变压器一次绕组中性点处的直流电流极性相反。本发明从变压器本体的内部结构入手，进行变压器直流偏磁的抑制，成本相对较低，并具有良好的可行性，可靠性和实用性，能够实现良好的直流偏磁抑制效果。

说明书

技术领域

本发明涉及高压输变电技术领域，具体涉及一种电力变压器直流偏磁的抑制方法。

背景技术

随着电力系统的发展，超高压、特高压直流输电技术在我国的已经得到越来越广泛的应用。但是在实际运行中，当超高压、特高压直流输电系统处于单极大地回路运行方式或双极不平衡运行方式时，容易导致换流站周围交流变电站的变压器出现直流偏磁现象。另外，地磁感应电流也会造成变压器产生直流偏磁。

变压器直流偏磁表现为：1）噪音增大；2）振动加剧；3）局部过热；4）引起电压波形的畸变；5）变压器损耗增加。

现有解决电力变压器直流偏磁的方法主要有如下三种：

1）在变压器中性点接入电阻；

2）在变压器中性点接入电容；

3）在变压器中性点注入反向电流；

上述方法1成本低，易推广。但是会导致附近其他变压器中性点直流超标，不能完全抵消从中性点进入的直流，且中性点电阻器的接入改变了交流系统的零序电抗，保护定值需重新整定，因此在电阻器参数选择上较为复杂。

上述方法2具有彻底的隔直效果。但为了限制故障过程中电容器两端的过电压，需要加装大容量电压器，需要较大的安装空间，且价格昂贵。

上述方法3能够根据直流量的大小灵活控制注入中性点的反向直流电流，但装置实现和控制策略复杂，难度很大，造价较高。

上述方法都在变压器中性点上安装抑制装置，这可能导致其他位置的变压器中性点流过的直流电流的变化，同时上述方法都从补偿、削弱和隔除直流电流为出发点，均属于外部治理措施，都会不同程度地带来新的电网安全问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电力变压器直流偏磁的抑制方法，从变压器本体的内部结构入手，进行变压器直流偏磁的抑制，成本相对较低，并具有良好的可行性，可靠性和实用性，能够实现良好的直流偏磁抑制效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种电力变压器直流偏磁的抑制方法,所述电力变压器的输入输出均为三相，电力变压器由三个一次绕组和三个二次绕组构成，在电力变压器的公用铁芯上绕制第三绕组作为直流补偿绕组，在所述第三绕组内串联接入一个电流控制的直流电流源，并在所述一次绕组的中性点处安装一个直流电流互感器，

所述直流电流互感器将测量得到的直流电流值发送给所述直流电流源，所述直流电流源根据接收到的直流电流值向第三绕组输出直流电流；

所述第三绕组有三个，采用串联方式连接；

所述直流电流源输出的电流极性与变压器一次绕组中性点处的直流电流极性相反。

所述直流电流源向第三绕组输出的直流电流值由以下公式得到：

其中，N_{1>为一次绕组匝数，N3>为第三绕组的匝数，I1为电力变压器一次绕组中性点处测得的直流电流值，I3为直流电流源向第三绕组输出的直流电流值。}

所述直流电流源配有通信接口，用于将包括一次绕组的中性点处测得的直流电流值、直流电流源输出的直流电流值以及直流电流源的工作状态在内的信息发送至监控后台。

所述电力变压器为三相变压器或三个单相变压器构成的三相变压器组。

所述电力变压器的三个一次绕组按照Y型方式连接，三个二次绕组按照△型方式连接。

本发明具有以下有益效果：

1、从变压器本体的内部结构着手，增加了一个直流补偿绕组，以变压器中性点测得的直流电流为控制依据，令每相补偿绕组中的直流电流与变压器中性点流过的直流电流极性相反且成比例关系，从而起到了良好的直流偏磁抑制效果；

2、直流补偿绕组的加入，没有改变变压器中的电流，从而不会引起其他位置的变压器中直流的明显变化；

3、本发明不会改变电力系统的参数，不影响外部过电压防护、继电保护等现有的配置，从而极大程度的降低了对电网安全的影响程度。

附图说明

图1是本发明的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，一种电力变压器直流偏磁的抑制方法所采用的电力变压器的输入输出均为三相，可以采用三个单相变压器构成的三相变压器组，也可以是一台三相变压器，由绕制在公用的多柱铁心上的六个绕组组成，放置在单个箱体中。

无论是三相变压器组还是三相变压器，都可以看做是三个一次绕组和三个二次绕组分别按照特定的连接方式组成，优选的，三个一次绕组按照Y型方式连接，三个二次绕组按照△型方式连接。

在电力变压器的公用铁芯上绕制第三绕组作为直流补偿绕组，在第三绕组内串联接入一个电流控制的直流电流源，并在一次绕组的中性点处安装一个直流电流互感器，第三绕组有三个，采用串联方式连接；

直流电流互感器将测量得到的直流电流值发送给直流电流源，直流电流源根据接收到的直流电流值向第三绕组输出直流电流；

直流电流源输出的电流极性与变压器一次绕组中性点处的直流电流极性相反。

直流电流源向第三绕组输出的直流电流值I₃由以下公式得到：

其中，N_{1>为一次绕组匝数，N3>为第三绕组的匝数，I1为电力变压器一次绕组中性点处测得的直流电流值，I3为直流电流源向第三绕组输出的直流电流值。}

进一步的，直流电流源配有通信接口，用于将一次绕组的中性点处测得的直流电流值、直流电流源输出的直流电流值以及直流电流源的工作状态等信息发送至监控后台。

本实施例从变压器本体的内部结构着手，增加了一个第三绕组作为直流补偿绕组，在直流补偿绕组中串联接入一个电流控制的直流电流源，以电力变压器中性点测得的直流电流为控制依据，令每相补偿绕组中的直流电流与电力变压器中性点流过的直流电流极性相反且成比例关系，从而使每相补偿绕组的补偿磁动势等于电力变压器一次侧每相绕组中的直流磁动势，由于方向相反，因此在理想情况下可完全抵消变压器一次侧绕组的直流磁动势，起到了良好的直流偏磁抑制效果。

本实施例采用加入直流补偿绕组的方式进行直流偏磁抑制，没有改变电力变压器中电流，因此不会引起其他位置的电力变压器中直流的明显变化。

采用本实施例方法的直流偏磁抑制装置的安装是在变压器制造过程中进行的，与其他方法相比，该直流偏磁抑制装置安装难度低，精度和可靠性能够得到较好的保证，同时通过优化设计，可以使该直流偏磁抑制装置集成在变压器本体上，节省安装空间。

本实施例不会改变电力系统的参数，不影响外部过电压防护、继电保护等现有的配置，把对电网安全的影响程度降到最低。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。