[发明专利]变压器直流偏磁监测方法及装置

说明书

本发明提供一种变压器直流偏磁监测方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：通过电流测量装置测量主变压器接地的中性点处的混合电流信号，其中，所述电流测量装置包括安装于主变压器接地的中性点处的霍尔元件，所述混合电流信号包括直流偏磁电流、偏磁响应电流和工频不平衡电流；对所述混合电流信号进行分析，确定所述直流偏磁电流和所述偏磁响应电流；根据所述偏磁响应电流确定变压器的偏磁响应程度。该方案可准确检测及监测到当直流系统在单极大地方式运行时，流入变压器的直流偏磁电流；可监测到当变压器流入直流偏磁电流后的偏磁响应程度，从而评估偏磁对变压器的影响，进而决定是否采取抑制措施。

技术领域

本发明涉及电力变压器应用技术领域，特别涉及一种变压器直流偏磁监测方法及装置。

背景技术

近年来，随着国内直流输电工程投运越来越多，直流输电项目单极大地运行方式下流入大地的直流电流与交流输电系统发生了越来越普遍地耦合关系，具体耦合关系如图1所示。监测表明在直流接地极方圆100公里范围内的交流输电变电站内，中性点直接接地的主变压器都不同程度地受到了流入大地的直流电流的影响，这个直流电流从大地流入变压器中性点，通过变压器及交流输电线路网络旁路了部分原来仅通过大地电阻回路的直流电流，造成了比较严重的变压器直流偏磁问题。

直流偏磁会造成变压器噪音及振动剧烈加大加重。从一些监测数据可知，变压器的振动及噪声，以及变压器电流中的谐波随着通过变压器中性线中的直流电流的增加而增大，而变压器接地的中性线中直流电流的大小与单极大地运行方式下的直流线路送电功率、直流接地极远近有关。这一现象可以用变压器铁芯饱和磁化特性来解释：流进绕组的直流电流成为变压器励磁电流的一部分，该直流电流使变压器铁芯发生偏磁，改变了变压器的的励磁曲线工作点，使原来磁化曲线工作区的一部分移至铁芯磁饱和区，导致总励磁电流变成尖顶波，由此引发的变压器局部过热、绝缘老化、带载性能降低等问题对变压器的正常运行造成极大的影响，严重时可能造成变压器损坏及保护动作。同时，直流偏磁后的变压器会产生可观数量的宽带谐波，污染电网运行环境。虽然研究人员对于交流电网的负面影响有了一定认识，但是根据大多数布置有直流输电换流站的电网中发生的变压器噪音及振动加剧的事件，可以发现变压器直流偏磁后其产生的负面比预期要大，偏磁响应严重的变压器甚至无法正常运行。

因此，对变压器直流偏磁电流进行测量可以为系统运行管理和了解变压器直流偏磁状况并采取相应措施提供重要依据，能有效起到准确测量并为判断是否投入偏磁抑制装置提供依据，也可以准确定量分析直流偏磁对于变压器的影响程度。但是，目前已有的直流偏磁测量技术普遍认为变压器偏磁电流为纯直流电流，而实际中，在主变接地的中性点测到的直流性质的电流却是一个混合电流，其中绝大部分为变压器受到直流偏磁控制后的磁通畸变后的励磁电流成分。因此，将变压器偏磁电流当做纯直流电流来评价直流偏磁对于变压器的影响程度，是不准确、不科学及不严谨的。

发明内容

本发明实施例提供了一种变压器直流偏磁监测方法及装置，可准确检测及监测到当直流系统在单极大地方式运行时，流入变压器的直流偏磁电流，而不是将其作为纯直流电流，采用这样的直流偏磁电流来评价直流偏磁对于变压器的影响程度，可以提高准确性。

该变压器直流偏磁监测方法包括：

通过第一电流测量装置测量主变压器接地的中性点处的混合电流信号，其中，所述第一电流测量装置包括安装于主变压器接地的中性点处的霍尔元件，所述混合电流信号包括直流偏磁电流、偏磁响应电流和工频不平衡电流；

对所述混合电流信号进行分析，确定所述直流偏磁电流和所述偏磁响应电流；

根据所述偏磁响应电流确定变压器的偏磁响应程度。

该变压器直流偏磁监测装置包括：