论文部分内容阅读
―十二五‖期间，我国将全面推广特高压直流输电线的建设，目前已经投入多个直流输电工程。但特高压直流电也伴随着一系列的工程问题，如直流输电的接地极电流会引起交流系统中变压器的直流偏磁，使变压器铁芯磁饱和加剧，变压器铁芯及其他构件损耗加大，导致变压器温度升高，可能对绝缘造成影响，还会导致励磁电流畸变，产生谐波，以及使变压器振动加剧。 本文针对特高压直流输电单极运行的背景下造成对变压器直流偏磁的影响，建立直流接地极附近的土壤结构对大地电位变化影响的原理模型。我国幅员广阔，土地结构复杂，计算了不同土壤结构下大地电位的分布变化。对双层土壤模型中各层土壤变化时的大地电位分布情况作了详细分析。并且以西藏冻土层结构的土壤作为实例，计算了大地电位的分布。 随后，针对变压器直流偏磁机理和类型特点，用EMTDC/PSCAD软件建立了变压器励磁电流模型。研究了变压器在正常工作、在交流过励磁以及在直流偏磁等三种不同情况下励磁电流的变化，比较三种工况变压器励磁电流的畸变情况。以冻土层结构在不同距离时的地电位导入变压器模型中，得到各地电位影响下的励磁电流结果，分析了变化规律。 接着研究变压器铁芯工作原理，对变压器铁耗和铜耗的产生机理及过程进行了推导，分析了铁耗和铜耗对变压器的影响，结合maxwell电磁仿真软件对变压器铁芯和绕组在3组不同大地电位影响下的损耗进行详细计算，得到了变压器损耗的分布。依据变压器损耗原理，运用comsol温度仿真软件对变压器铁芯和绕组部分分别建立了三维模型，导入得到的不同损耗分布，对y型变压器铁芯及绕组的温度场进行了分析，分析发生不同情况下直流偏磁情况下的温度变化。总结了土壤结构变化对变压器温度变化规律。结果显示：变压器中存在不同大小的直流成分时，铁芯中的磁场分布和损耗分布也随着直流电压的增大而增大。由于现代铁磁材料的损耗要求越来越高，所以随着直流电压的增大，铁芯的损耗虽然也增大，但增幅比较小，是在变压器能承受的范围内；但对于铜耗分析，加入不同大小的直流电压后，变压器绕组中的电流也增大了。随着直流电压的增加，铜耗也在增大，而且增幅较大。如果继续增大或不加以措施补偿，会对变压器部分构件的热老化速度加快，影响变压器正常工作。