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摘 要：在高压直流输电过程中，由于单极大地方式运行产生的直流电场或者太阳磁暴产生的地磁感应中电流的直流成分对中性点接地系统变压器的正常运行造成很大影响。本文从直流偏磁的产生机理入手，着重介绍了3种变压器中性点隔直装置。
关键词：变压器中性点；高压直流输电；直流偏磁
中图分类号：TM45 文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）07-0202-01
一、引言
随着高压直流输电（HVDC）技术在国内电网中越来越多地应用，由于其输送容量大、输送距离远、调节迅速、运行灵活，HVDC在远距离大容量输电、区域电力系统互相连接中起到了十分重要的作用，但也带来了一些新问题。自2000年12月开始，南方电网大亚湾核电站发现主变压器时常出现噪声异常及增大的情况；2003年初因三龙直流输电启动调试导致江苏电网出现明显的直流电流；天广直流单级大地调试中，附近的电厂、变电站也有类似的情况发生。因此需要对产生该现象的原因——直流偏磁进行研究并找出应对措施。
二、直流偏磁产生原因及对变压器的危害
（一）直流偏磁产生的原因分析
当高压直流输电运行在单极大地回线或双极不对称运行方式时，接地极附近有直流电位，该电位和高压直流输电输送的电流大小和该处的土壤电阻率有关。高压直流输电输送的电流越大，土壤的电阻率越高，电位也就越高。不同位置的接地变压器的中性点之间犹豫存在着直流电势差且交流系统的电阻值很小，从而使流过接地变压器中性点，在交流系统中形成了回路。当流过接地变压器中性点的电流过大时，变压器会发生直流偏磁进而导致谐波增加、噪声增大、过热等问题，严重时会引起变压器的损坏，并可能引起保护误动。
（二）直流偏磁对变压器造成的危害
1、变压器噪声增加；2、变压器振动加剧；3、变压器漏磁通增大；4、导致继电保护设备误动。
在实际情况中，土壤电阻参数、电网电阻参数是无法进行调整的。变压器制造商又难以在制造工艺上解决直流偏磁问题。故采取外部的隔直方案将直流偏磁限制在变压器可承受的范围内。
三、直流偏磁的防范措施
为了保证电力系统的正常、稳定的运行，防止此种事故扩大化，国内外许多机构专家都对变压器中性点直流偏磁问题进行了研究。
（一）反向注入直流电流法
在变压器外串入或者并入直流电压源，根据实时测量的地中流入的直流电流值动态调整该电压源的设置，提供反向的直流电流。其原理如图1所示。
图1 反向注入直流装置原理图此法装配灵活、简单，不影响系统参数，但补偿效率低，只有20%左右的电流注入变压器中性点，其他80%的电流流入地后又对周围其他的电力设备产生新的直流“污染”。
（二）电阻限流法
电阻限流法师在变压器中性点串如一个小阻值的电阻，增加交流电网直流通路的阻力，从而抑制流入变压器中性点的直流电流。表1是广东某电厂3台主变中性点接入小电阻后流入直流电流的实测值。
1Ω电阻能使中性点电流下降60%，2Ω电阻就能将中性点电流限制在12A以下。随着电阻的增大，电流的抑制效果降低。该方法操作安装简单，造价低廉。但过大的电阻会降低变压器过电压能力和零序网络参数。
（三）电容隔直法
电容隔直法师在变压器中性点串接或者并接一个电容设备，利用电容的隔直特性彻底阻直流电流。变压器在正常运行时，电容处于旁路状态，当直流偏磁发生时投入。这样隔直效果最好。但是这种方法还是会出现增加附近其他变压器流入中性点的电流，如若系统发生三项不平衡故障，在电容器两端可能产生高电压，不利于变压器的绝缘监测。另外该方法对变压器的保护整定也有很大的影响。
四、综述
变压器在电能的输送过程中起着非常重要的作用，保证变压器的健康、稳定的运行是各电厂、电网公司的重中之重。反向注入电流法、电阻限流法和电容隔直法各有利弊，对于变压器该选那种方法来解决直流偏磁问题还要结合实际情况具体分析。在保证能消除直流偏磁这个问题的情况下还要考虑操作安装简单，运行稳定，费用低廉等问题。总之，选择合理的抑制直流偏磁的装置，对系统的稳定运行具有重要意义。
参考文献：
［1］侯永亮.高压直流输电过程中变压器直流偏磁现象的研究［J］.华北电力学，2006，（12）.
关键词：变压器中性点；高压直流输电；直流偏磁
中图分类号：TM45 文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）07-0202-01
一、引言
随着高压直流输电（HVDC）技术在国内电网中越来越多地应用，由于其输送容量大、输送距离远、调节迅速、运行灵活，HVDC在远距离大容量输电、区域电力系统互相连接中起到了十分重要的作用，但也带来了一些新问题。自2000年12月开始，南方电网大亚湾核电站发现主变压器时常出现噪声异常及增大的情况；2003年初因三龙直流输电启动调试导致江苏电网出现明显的直流电流；天广直流单级大地调试中，附近的电厂、变电站也有类似的情况发生。因此需要对产生该现象的原因——直流偏磁进行研究并找出应对措施。
二、直流偏磁产生原因及对变压器的危害
（一）直流偏磁产生的原因分析
当高压直流输电运行在单极大地回线或双极不对称运行方式时，接地极附近有直流电位，该电位和高压直流输电输送的电流大小和该处的土壤电阻率有关。高压直流输电输送的电流越大，土壤的电阻率越高，电位也就越高。不同位置的接地变压器的中性点之间犹豫存在着直流电势差且交流系统的电阻值很小，从而使流过接地变压器中性点，在交流系统中形成了回路。当流过接地变压器中性点的电流过大时，变压器会发生直流偏磁进而导致谐波增加、噪声增大、过热等问题，严重时会引起变压器的损坏，并可能引起保护误动。
（二）直流偏磁对变压器造成的危害
1、变压器噪声增加；2、变压器振动加剧；3、变压器漏磁通增大；4、导致继电保护设备误动。
在实际情况中，土壤电阻参数、电网电阻参数是无法进行调整的。变压器制造商又难以在制造工艺上解决直流偏磁问题。故采取外部的隔直方案将直流偏磁限制在变压器可承受的范围内。
三、直流偏磁的防范措施
为了保证电力系统的正常、稳定的运行，防止此种事故扩大化，国内外许多机构专家都对变压器中性点直流偏磁问题进行了研究。
（一）反向注入直流电流法
在变压器外串入或者并入直流电压源，根据实时测量的地中流入的直流电流值动态调整该电压源的设置，提供反向的直流电流。其原理如图1所示。
图1 反向注入直流装置原理图此法装配灵活、简单，不影响系统参数，但补偿效率低，只有20%左右的电流注入变压器中性点，其他80%的电流流入地后又对周围其他的电力设备产生新的直流“污染”。
（二）电阻限流法
电阻限流法师在变压器中性点串如一个小阻值的电阻，增加交流电网直流通路的阻力，从而抑制流入变压器中性点的直流电流。表1是广东某电厂3台主变中性点接入小电阻后流入直流电流的实测值。
1Ω电阻能使中性点电流下降60%，2Ω电阻就能将中性点电流限制在12A以下。随着电阻的增大，电流的抑制效果降低。该方法操作安装简单，造价低廉。但过大的电阻会降低变压器过电压能力和零序网络参数。
（三）电容隔直法
电容隔直法师在变压器中性点串接或者并接一个电容设备，利用电容的隔直特性彻底阻直流电流。变压器在正常运行时，电容处于旁路状态，当直流偏磁发生时投入。这样隔直效果最好。但是这种方法还是会出现增加附近其他变压器流入中性点的电流，如若系统发生三项不平衡故障，在电容器两端可能产生高电压，不利于变压器的绝缘监测。另外该方法对变压器的保护整定也有很大的影响。
四、综述
变压器在电能的输送过程中起着非常重要的作用，保证变压器的健康、稳定的运行是各电厂、电网公司的重中之重。反向注入电流法、电阻限流法和电容隔直法各有利弊，对于变压器该选那种方法来解决直流偏磁问题还要结合实际情况具体分析。在保证能消除直流偏磁这个问题的情况下还要考虑操作安装简单，运行稳定，费用低廉等问题。总之，选择合理的抑制直流偏磁的装置，对系统的稳定运行具有重要意义。
参考文献：
［1］侯永亮.高压直流输电过程中变压器直流偏磁现象的研究［J］.华北电力学，2006，（12）.