直流偏磁对变压器及电网的影响

直流偏磁对变压器及电网的影响

直流电流流人变压器，可导致铁心过励磁，严重影响变压器及电网的运行安全，其影响表现在以下几方面。

(1)空载电流、空载损耗增大。铁心出现过励磁，励磁电流出现尖顶波，为维持电压波形的正弦性，空载电流随之增大， 此导致铁心的磁密大增，单位铁损增加，铁心的空载损耗增大。

(2)变压器杂散损耗增大。由于励磁电流进入r磁化曲线的深度饱和区，由磁化曲线可知，此时铁心的磁导率大大下降，接近空气的磁导率，从而导致变压器的漏磁大大增加。变压器漏磁通会穿过上、下夹件、拉板及油箱等金属结构件，并在其中产生涡流损耗，并由此产生局部过热。该损耗会随着铁心磁密的增加而显著增大。

(3)变压器负载损耗(包括基本铜损耗和附加铜损耗)增大。在直流电流作用下，变压器的励磁电流会大幅度增加，同时由于额外的直流电流在绕组内流动，也使变压器基本负载损耗急剧增加。但由于变压器的主磁通仍为正弦波，所以直流偏磁电流对附加损耗产生的影响相对较小，其增加的损耗主要是基本负载损耗。

(4)噪音增大。正常情况下，在交变磁场作用下，硅钢片受到外磁场磁化作用，产生磁致伸缩，铁心随励磁频率变化而振动，并发出噪声。当铁心中的励磁电流中含有直流分量时，将使铁心过饱和，励磁电流明显增大，谐波增加，进而导致磁致伸缩加剧，噪声增大。

(5)变压器振动加剧。如果直流电流较大，则因直流偏磁引起的振动会导致变压器各紧固件松动，如器身压钉、拉板定位、上下箱定位、地脚螺栓等。此外，由于振动可能加剧

绕组导线与垫块间的摩擦，导致绕组绝缘层磨损，降低绕组的纵绝缘强度。

(6)变压器寿命减少。变压器的电阻损耗增加后，将引起绕组过热，导致局部过热使纸绝缘老化，绝缘寿命降低，即变压器的使用寿命减少。同时铁心、绕组过热、漏磁引起的金属结构件过热，在严重时会加速变压器油分解，产生特征气体，降低油的绝缘强度，增加了运行时的故障儿率。

(7)空载合闸失效。正常变压器空载合闸时，可能会由于正弦电压过零点时产生的励磁涌流及过电压而使空载合闸失效，同时在重合闸时断路器恢复电压也增高，直流励磁的影响使该情况产生的几率成几何数字增加。在现场投运时，该变压器空载合闸时便发生两次空载合闸失效。

(8)铁心过勋磁，谐波增加，很容易产生过电压。直流电流波动过大时，会造成电压陡降，影响与电网连接的用电设备。同时谐波增加使系统电压波形发生畸变，滤波器过载，继电保护动作，对电网安全不利。电压波形的畸变，也使变压器消耗无功增加，命名系统无功补偿装置过载或系统电压下降。