500 kV单相变压器直流偏磁下损耗及绕组热点温度的计算分析

李明洋，张俊双，李海明，王泽忠，陈永维

(1.华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室，北京 102206；2.国网内蒙古东部电力有限公司，内蒙古 呼和浩特 010010；3.特变电工股份有限公司新疆变压器厂，新疆 昌吉 831100)

1 引言

直流输电工程的单极运行、地磁暴、电网中的非线性电力电子元件都会导致有直流电流流过电网中的变压器，引起变压器的直流偏磁问题。当变压器发生直流偏磁时，会导致铁心发生半波饱和；励磁电流变得严重不对称，变压器消耗的无功增大、电流高次谐波含量增多、漏磁及损耗增加、出现局部热点等影响变压器安全稳定运行的问题[1-3]。直流偏磁引起的局部过热问题对变压器安全稳定运行的影响最为直接[2]。当局部热点温度达到变压器油的闪点温度时，可能会导致绝缘纸板局部严重老化和变压器油产气分解[1]。

高电压等级变压器的直流偏磁试验需要配备大容量的发电机等试验设备，并需要较多的人力成本、经济成本。直流偏磁试验属于特殊试验，如果在实际变压器产品上进行试验，还会面临一定风险。因此基于仿真计算方法的变压器直流偏磁下的损耗和温升特性的分析具有重要的工程应用价值。

对于变压器能够耐受的最大直流偏磁电流，尚未能形成明确、统一的标准[4-6]。2004年实测的磁暴时的广东岭澳核电站1号变压器中性点电流瞬时最大值达到75.5 A[3]。2005年9月16日岭澳核电站实测的直流输电单极运行所引起的变压器中性点直流电流达到13 A[7]。……