(内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局多伦供电分局 内蒙古锡林郭勒盟多伦县 027300)
摘要：直流输电系统在采取以大地返回的方式运行时，其中的接地极电流首先会经过变压器中性点，然后流向变压器绕组，从而使变压器发生磁饱和现象，并最终导致其具有不断增大的噪音和温度、较大的损耗以及时刻变化的波形等问题。针对以上问题，本文作了具体探讨，并在最后指出了几点应对和缓解措施，以供参考。
关键词：直流输电；接地极；变压器磁饱和；直流偏磁
直流输电系统在实际运行时，大都采取大地返回的方式。强大的直流电流在注入大地时，会经过接地极，并在极址土壤中会有一个恒定的直流电流场形成。当接地极电流场周围具有变电站时，则变电站与电流场之间就会有电位差产生，大地和交流输电线路之间则会有直流电流通过，并从一个变电站流向另外一个变电站。当变压器绕组中流过较大的直流电流时，则会导致变压器的温升、损耗及噪音增大。基于此，本文展开了以下论述，从而采取相关论证进一步分析直流接地极电流对于交流电力变压器所造成的磁饱和问题的影响。
1.励磁电流的波形特征
电力变压器铁心所通过的磁通量与励磁电流之间的关系为非线性，磁化曲线呈现饱和形状。当前的变压器铁心材料大都为冷轧硅钢片，相比于热轧硅钢片，其导磁率较高，磁通密度较大。大容量变压器处于额定电压时，采取热轧硅钢片材料，其励磁电流小于等于额定电流的1%，而质量较好的冷轧硅钢片的励磁电流则大约为1%的额定电流。而且当外加电压增大时，励磁电流也会相应增加。通过分析可知，当不存在直流分量时，除基波之外，较为常见的电力变压器通过励磁电流的有效值还呈现为奇次谐波图像，但并不会大幅度影响励磁电流的有效值。一般情况下，由于变压器的低压绕组以及中压绕组为△接线，将通道提供给了3次谐波电流，从而使磁通量仍然呈现正弦波图形，并确保其具有稳定不变的电压波形。
2.直流输电接地极电流对电力变压器的影响
2.1噪音不断增加
当直流电流通过变压器线圈时，励磁电流将具有明显增大趋势。而且变压器中的谐波成分增加时，将会改变变压器的噪音频率，从而导致变压器结构部件的频率与其中的某个频率相同，最终发生共振现象，并产生较大的噪音，如此一来，势必会对电力变压器正常运作造成直接且较大影响。
2.2影响电压波形
针对大于等于110KV的变压器，我国一般采取的连接方式为Yo/△，对于自耦变压器等容量及电压较大的变压器，则通常采取Yo/△/Yo的连接方式。针对采取以上两种方式所连接的三相变压器，虽然在Yo绕组中具有直流接地极电流流过时，会使励磁谐波电流数值增大，然而由于原边绕组和副边绕组都可将通道提供给3的倍频谐波电流，并将其提供给变压器，导致主磁通图像及电动势波形均与正弦波类似。然而，在实际情况下，当铁芯在严重饱和的区域工作时，将具有较大的漏磁通，且对电压波形图造成影响，使其具有相对较平的电压波峰。
2.3变压器铜耗急剧增加
变压器铜耗包含两方面，即基本铜耗和附加铜耗。当通过直流电流时，变压器中将具有不断增大的励磁电流，从而导致变压器具有急剧增大的基本铜耗。然而由于主磁通图像然仍为正弦波，且具有基本不变的磁密度，因此，直流偏磁电流不会较大程度的影响附加铜耗，而主要影响其基本铜耗。
2.4变压器铁耗不断增大
变压器铁耗也包含两方面，即基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗正比于铁芯磁密度的平方，与频率呈正相关关系。当变压器采取Yo/△和Yo/△/Yo两种接线方式时，虽然励磁电流中具有一部分谐波，然而由于其主磁通波形仍为正弦图像，因此通过变压器绕组中的直流电流，并不会在很大程度上影响基本铁耗。但是在磁化曲线的饱和区域内，流入了励磁电流，导致铁芯的导磁率类似于空气，最终使变压器具有相对较大的漏磁量。而这些漏磁将会在油箱、夹件中通过时产生涡流损耗，从而形成附加铁耗。当铁芯磁密增加时，附加铁耗也会相应增加。因此，当变压器绕组中的直流分量增大时，变压器就会具有逐渐增多的附加铁耗。
3.针对直流接地极电流对电力变压器磁饱和影响的缓解措施
综合以上分析可知，为了有效缓解直流输电接地极电流对电力变压器的影响，需保持接地极处于恰当的位置，且使其远离变电站。然而，在实际的工程施工过程中，总有一些变压器会受到客观条件的影响，据此还需采取以下缓解措施：
（1）针对110KV的变压器，或者不全具备接地条件的变电站系统，可将其进行调整，使其接地。
（2）针对未订货的变压器，可在设备招标技术规范里面，写上直流接地极电流的计算数值以及持续时间，并以此来规范厂家，使其重视直流偏磁问题。
（3）针对投入运行的变压器，相比于变压器绕组的最大允许电流，当经过的直流电流数值较大时，可将一个电阻、电容或者阻塞器等，串联到变压器的中性点位置，从而将直流电流数值减小。
（4）将单极大地回线的运行方式适当减少或者取消。
（5）对于一些条件较好的工程，可使用海洋电极，由于海水具有相对较小的电阻率，它有助于将陆地的电位升大大降低。
（6）也可使用共节电极，并采取异极性的运行方式，以此消除接地极电流对变压器所带来的各种影响。
4.结语
综上，本文主要分析和研究了高压直流输电系统接地极电流对变压器的影响，并针对该问题进行了进一步探究，提出了几点避免变压器发生直流偏磁的措施；从中得知，电力变压器在实际运行过程中，直流输电接地极电流对其产生者比较大的影响，需采取切实措施，将其予以控制与调节，以此使变压器始终保持高效、稳定且安全的运行状态。
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