摘要：文章淺析“直流偏磁”的概念，并就電容隔直技術消除變壓器中性點的直流偏量，解決直流偏磁對變壓器的危害進行闡述。
關鍵詞：直流偏磁;電容隔直;變壓器
我國能源分部不均和東西部的經濟發展差異，使得大容量、長距離高壓直流輸電成為解決現代電力需求矛盾的主要辦法。在直流單極大地回路方式或雙極不平衡運行方式，大地中流過的巨大的直流電流，會對一定區域內的中性點接地的變壓器產生嚴重的直流偏磁影響。增加變壓器的無功損耗的同時，危及變壓器的安全可靠運行，甚至引起繼電保護的誤動作。
一、直流偏磁概念及其成因
電力變壓器的磁動勢和磁通出現直流分量的現象稱為“直流偏磁”。它是指由于某種原因導致的變壓器內部產生直流磁勢或直流磁通，以及由此引起的一系列電磁效應。這一現象將對變壓器的正常運行產生不利的影響，諸如勵磁電流有效值、高次諧波成分及其相應損耗的增加，鐵心高度飽和引起的漏磁通的增加，以及由此引發的局部過熱、絕緣老化等問題。
產生直流偏磁的有以下兩個原因：
1.太陽等離子風的動態變化與地磁場相互作用產生的地磁“風暴”。作用于中性點接地的電力變壓器時，地表電位梯度將在其繞組中誘發地磁感應電流，其頻率在O.OOl-lHz之間，與50Hz的交流系統相比較，可看作近似的直流。具有數值較大，持續時間短的特點。
2.采用單極大地回路的直流輸電線路與交流輸電線路的并行運行或交流網絡中存在非線性元件。在我國高壓直流輸電的幾乎都是雙極中性點單端接地方式。直流輸電系統采取單極大地返回方式，因而在其換流站周圍一定區域內會產生地表電流。與其并行的交流輸電系統中的中性點直接接地的變壓器如果距離換流站不遠，就會受到干擾。這種干擾作用的直接表現就是通過交流變壓器的接地中性點在交流變壓器的勵磁電流中產生直流分量。具有數值較小，持續時間長的特點。
二、主變壓器異常分析
A電廠一期3×390MW燃氣一蒸汽聯合循環機組，裝有三臺SFP-480000/220型油浸式變壓器，強迫油循環導向風冷方式，H.V額定電流1145.2 A(額定分按時)。以#1主變2012至2014年的運行情況為例(見表1)，其中2013年8月2日測得#1主變中性點的直流分量高達59A左右。根據DL/T 5224-2014《高壓直流輸電大地返回系統設計技術規范》規定三相五柱式變壓器繞組中通過的直流電流不大于額定電流的5%。按此得出A電廠#1主變的額定電流的5%約為5.72A換算為中性點約17.17A。根據多次的測量(表1)其直流電流值多次、且遠遠超過超過規程規定。
通過對檢測數據的分析，#1主變的中性點直流分量主要集中在在06：00～24：00時間段內±7A上下快速波動，具有時間長，數值較小的特點，初步判定為受單極大地回路的直流輸電線路的影響。經與省電力調度通信中心的溝通，發現該現象與±500KV某直流輸電工程的單極大地回路運行有密切關系。
三、對變壓器的安全運行的危害
直流偏磁對于變壓器的主要危害有：振動和噪音的增大，使之鐵芯和變壓器附件隨之振動增大，進而附件連接不牢固或絕緣墊塊松脫;鐵芯局部發生過熱的現象等等，要是振動過大，變壓器油箱輕則漏油，重則開裂，零部件損壞，危及變壓器安全可靠運行。
變壓器在設計、制造過程當中，已經考慮承受短路電流的的電動力的沖擊，因為，電流畸形所產生的不正常小振動在短時間內一般不會影響設備的安全性。持續性的過大振動和直流偏磁導致的局部過熱，對緊固部件等產生不利影響，加劇變壓器的老化。
四、電容隔直裝置的應用
為徹底消除直流偏磁對主變的影響。A電廠提出在接地極與變壓器中性點之間串入電容器。利用電容的“隔直(流)通交(流)”的特點，既能有效消除中性點的直流偏量，又不影響交流電流的正常流通。結合可靠性和經濟性，A電廠采用三臺主變共用一套隔直裝置接地方式(如圖所示)，通過簡單便捷的接地刀切換，改變三臺主變的接地方案。
圖中的隔直裝置由電容器、旁路系統和監控裝置組成。當主變中性點的直流偏磁電流值超出設置的數值并維持一定的時間，數字控制器將自動打開旁路開關，將直流電流有效隔斷。
結語：電容隔直裝置為無源方式，安全性高;隔直效果好;對系統繼電保護影響小;運行維護方便。通過該項目的實施，從而實現對主變中性點直流偏磁電流的有效抑制。可防止變壓器振動加劇和過熱，保護誤動作等事故。解決變壓器直流偏磁問題的同時，減少了因其導致的電力諧波，可改進電網的電能質量，降低諧波導致的有功無功損耗，對改善供電質量有重要作用。解決變壓器直流偏磁問題的同時，減少了因其導致的電力諧波，可改進電網的電能質量，降低諧波導致的有功無功損耗，對改善供電質量，節能降耗有重要作用。
參考文獻：
[1]DL/T596-1996電力設備預防性試驗規程
[2]DDL/T 5224-2005高壓直流輸電大地返回運行系統設計技術規定
