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摘要：随着电网的进一步发展，供电技术得到了发展，有助于电力系统的信息化和自动化发展。变压器是电力系统中的重要设备，对电力系统的安全运行具有重要影响。直流偏磁是影响变压器性能和提高变压器直流耐受性的重要因素。本文分析了直流偏磁对三相变压器运行特性的影响，提出了提高变压器输入电压的有效策略，确保三相变压器安全运行。
关键词：直流偏磁；三相电力变压器；影响
直流偏磁影响三相电力变压器的运行性能，导致电力供应出现重大问题。直流偏磁发生在直流输电过程中，对供电系统造成一定的影响，直接影响电力变压器的运行性能，导致电网损坏。为应对三相电力变压器直流偏磁的危害，需要采取有效措施降低直流偏磁对三相电力变压器的影响，从而确保供电安全。
一、直流偏磁现象研究意义
电力变压器直流偏磁是指变压器铁心的直流电流受一定原因的影响。变压器铁心在饱和段运行时，会产生一系列的电磁异常。随着直流电流和励磁电流失真度的增大，励磁电流不再是正弦形式，产生大量谐波，不仅会增加变压器的无功损耗，还会导致设备误动。此外，变压器铁心的高饱和会增加磁铁的漏磁，当漏磁通过变压器油箱、钳子等金属部件时，涡流损耗也会增加。温度升高会导致油气的分解和磁体的泄漏。长时间运行时，绝缘损坏，局部过热过高。370mva耦合变压器交流线圈75 A 1H直流，变压器板与上部变压器之间的油温为52k；变压器局部过热时间较长可能会损坏变压器的绝缘，导致变压器老化和油分解，严重影响变压器的使用寿命和正常运行。电力系统的安全稳定运行带来许多不确定性。变频器的直流电源主要由以下因素引起:
1.太阳耀斑与地球磁场相互作用，形成了导致地球磁性波动的河流极光电喷。在非常严重的地磁暴现象，由于地球是导电的球体，当局部磁暴发生时，它们会导致表面上的感应梯度。当土壤电导率低且地磁风暴严重时，诱发电位梯度可能达到几伏甚至几百伏/公里，从而形成几分钟至几小时的表面电势，频率范围为0.001hz至0.1hz
2.高压直流输电技术由于其经济运行、可靠性等不可替代的优点，具有广阔的应用前景。随着电网建设的快速发展，区域电网之间的连接越来越广泛和紧密。并网供电已不再是一个有争议的问题。高压直流输电线路刚建成时，由于经济原因，通常采用单极回路接地后再双极运行。可能存在单极性或不对称双极性操作，导致入地电流从接地极之间流动。在换流站附近的电位梯度和直流电流区域，极间电流很大，对换流站附近的交流系统影响更为严重，以直流的形式流向交流电力变压器的接地中性点。通过电流互感器线圈，不平衡双极直流输电系统和一些逆流系统产生的直流电流也会导致变压器绕组中的直流电流过大。它与由直输电双极引起的部分直流偏磁具有相同或相似的效果。虽然变压器直流偏磁的形成受各种因素的影响不同，但线圈中的直流电流与变压器交流产生的直流电流之间的非线性叠加会导致变压器铁心严重饱和，励磁电流畸变。谐波含量的增加、系统无功功率的增加、系统电压的降低和直流励磁对变压器本身的危害很大。如果铁心磁通非常饱和，主回路的闭合磁通就会漏磁、油和油箱的关闭会导致漏磁、金属结构铁芯损耗和局部过热。绝缘损坏严重危及变压器的使用寿命和稳定性。
3.直流偏置会对电力变压器的运行产生干扰。由于电力变压器的饱和偏磁特性，直流扰动主要由磁路和直流系统中运行单线接地电路引起的电流引起。直流偏磁的作用增加了电力变压器的振动，从而影响了电力变压器的运行，甚至造成了损坏。这种现象称为直流磁化。在单极、对称和不对称双极直流输电系统中，直流偏磁的影响更为明显。电力变压器在运行中磁化时，直流偏磁的影响更为明显，会严重损坏电力变压器，影响输电安全。避免直流偏磁强度，提高变压器的直流偏磁耐受能力是非常重要的。针对变压器运行中出现的直流偏磁现象，采取了相应的措施。
二、三相电力变压器的改进和完善
1.磁路的改进。变压器的电磁行为是由电网内外电磁耦合特性决定的。针对变压器的非线性磁场特性，建立了改进的磁路模型。在电力变压器磁路模型中，应考虑线圈局部漏磁，对铁磁电流、绕组间漏磁电流和磁路励磁进行详细的理解和控制。得到了相应的磁阻和安全线圈数，分析了外变磁场激励下的电势。变压器中的感应涡流具有一定的磁阻，影响变压器铁芯硅片的磁通，且分布不均。计算了三相电力变压器铁桩单位轴向长度的磁电阻。根据磁路参数和磁芯特性方程，利用函数公式计算了磁芯材料的磁场频率和磁导率，改进了磁路模型。对三相电力变压器模型进行了改进。
2.铁心接缝的等效磁路，为避免过大的空载损耗，必须采用搭接结构的铁芯。三相电力变压器的机械稳定性是通过硅钢片的叠装来保证的。同层硅钢片上有接缝，形成主接缝和不同层硅片的结块方法。在此基础上，建立了铁心连接的等效磁轨模型。合理划分空气间隙区域中的磁段，以确保材料尽可能均匀，从而根据相应的空间位置将每个磁段逐一连接起来。根据磁路模型的端口磁阻特性，能够了解三相电气变压器硅钢不同材料磁芯之间的工作磁流密度和间隙宽度，并控制端口磁阻特性变化规律。根据元件相关矩阵、磁导率矩阵和端口磁流相关矩阵，根据等效磁路模型的磁位方程，掌握和了解节点磁位向量和端口磁流柱向量。通过计算铁芯管接头的等效磁路模型，我们可以更好地了解铁芯管接头对磁路模型励磁电流的影响，从而提高直流偏磁电流的计算精度，并采取有效措施提高直流偏磁耐受能力。
3.分析直流偏磁。根据铁芯结构和三相电力变压器绕组，根据铁芯连接器的改进磁路模型和等效磁路模型。结合涡旋效应计算铁心磁阻，加上各相绕组的纵向泄漏，分析三相变压器直流磁。根据三相电力变压器对应的磁路方程，结合组合磁路节点磁导率矩阵和组合磁路非线性磁阻相关矩阵，得到磁路压降的柱矢量，并准确地输入和理解磁柱矢量同时计算三相电力变压器的组合磁路方程、变压器端口电路方程和变压器绕组方程，可以有效地描述直流磁化对三相电力变压器运行性能的影响，为偏磁耐受能力提供了最佳解决方案
随着电力技术的不断创新和进步，电力系统的发展得到了推动。三相变压器的性能，是电力系统中最重要的设备之一，直接决定了电力系统的安全运行。对于影响直流偏磁的因素，有效测量增加直流偏磁耐受能力。从三相变压器运行中直偏磁的特点出发，对磁路进行了直流偏磁分析，建立了对等磁电路模型，实现了最优解，降低了直流偏磁对直流运行的影响。
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