變壓器直流偏磁研究現狀綜述
張璐1，毛辰1，孫蕾2，韓彥華1，韓琦3
（1 國網陜西省電力公司電力科學研究院，陜西 西安 710100；2 中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710065；
3 華中科技大學 電氣與電子工程學院，湖北 武漢 430074）
摘 要：直流偏磁可引發變壓器噪聲和振動加劇、無功損耗增加、繼電保護故障等問題。從直流偏磁的產生原因及危害、直流偏磁計算、直流偏磁下變壓器運行特性分析、直流偏磁抑制措施等方面進行了綜述，對直流偏磁研究中存在的問題進行了分析，并給出了直流偏磁研究的整個流程，為直流偏磁研究提供了借鑒。
關鍵詞：變壓器；直流偏磁；抑制措施；中性點
中圖分類號：TM142；TM401 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2019)08-0001-06
Review of Research Status on DC Magnetic Bias of Transformers
ZHANG Lu1, MAO Chen1, SUN Lei2, HAN Yan-hua1, HAN Qi3
（1 State Grid Shaanxi Electric Power Company Electric Power Research Institute, Xi’an 710100, China;
2 Powerchina Northwest Engineering Corporation Limited, Xi’an 710065, China;
3 School of Electrical and Electronic Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China）
Abstract: DC magnetic bias can cause transformer noise and vibration to increase, reactive power loss to increase, relay protection faults and other issues. This paper summarized the causes and damages of DC magnetic bias, the calculation of DC magnetic bias, the analysis of transformer operation characteristics under DC magnetic bias, and the measures to suppress DC magnetic bias. This paper analyzed the existing problems in the research of DC bias and gave the whole flow of DC magnetic bias research, to provide references for the DC magnetic bias research.
Key words: transformer; DC magnetic bias; suppression measures; neutral point
參考文獻
[1] 楊永明，劉行謀，陳濤，等. 特高壓直流輸電接地極附近的土壤結構對變壓器直流偏磁的影響[J].電網技術，2012，36(7)：26-32.
[2] 肖華. 特高壓直流輸電引起的變壓器直流偏磁問題的研究[D]. 成都：西南交通大學，2010.
[3] 孫禔，文習山，童慶望. 變壓器直流偏磁研究綜述[J].湖北電力，2015，39(12)：24-31.
[4] 劉煥輝. 淺析直流接地極電流對惠州電網的影響[J].電氣工程應用，2009，47(5)：76-78.
[5] 韓燕明，黃曾述. 地電流對電力變壓器影響研究[J].電網與清潔能源，2010，26(1)：24-30.
[6] 于永軍，楊琪，侯志遠，等. 天中直流工程入地電流對新疆哈密地區交流電網的影響[J]. 電網技術，2014，38(8)：2298-2303.
[7] 鄒國平，姚暉，何文林，等. 溪洛渡—浙西±800 kV特高壓直流輸電工程受端電網直流偏磁治理[J]. 高電壓技術，2016，42(2)：543-550.
[8] DAWALIBI F, BARBEITO N.Measurements and computations of the performance of grounding systems buried in multilayer soils[J].IEEE Transactions on Power Delivery，1991，6(4)：1483-1490.
[9] VILLAS J E, PORTELA C M.Calculation of Electric Field and Potential Distributions into Soi land Air Media for a Ground Electrode of an HVDC System[J].IEEE Power Engineering Review，2002，22(11)：62-63.
[10] 文習山，郭婷婷，何智強，等. 直流偏磁相關問題研究綜述[J]. 高壓電器，2016，52(6)：1-8.
[11] 潘卓洪，張露，譚波，等. 水平層狀土壤接地問題的理論推導與數值分析[J]. 高電壓技術，2011，37(4)：860-866.
[12] 潘卓洪，張露，林進弟，等. 多層水平土壤對交流電網直流分布的影響[J]. 高電壓技術，2012，38(4)：855-862.
[13] 郭衛. 應用邊界元法的復雜土壤中接地網性能研究[D]. 武漢：武漢大學，2013.
[14] 周運鴻，李強，葉紅楓，等. N層土壤模型下HVDC系統大地回路運行時ESP分布研究[J]. 電測與儀表，2017，54(10)：1-6.
[15] 潘卓洪，張露，劉虎，等. 多層水平土壤地表電位分布的仿真分析[J]. 高電壓技術，2012，38(1)：116-123.
[16] 潘卓洪，張露，譚波，等. 高壓直流輸電入地電流在交流電網分布的仿真分析[J]. 電力系統自動化，2011，35(21)：110-115.
[17] 馬俊杰. 考慮大地構造的直流輸電接地極電位分布[D]. 北京：華北電力大學，2012.
[18] 陳德智， 黃振華， 劉杰， 等. 水平分層土壤中點電流源電流場的計算[J]. 高電壓技術，2008，34(7)：1379-1382.
[19] 馬志強. 消減變壓器中性點直流電流抑制直流偏磁的電位補償方法[J]. 廣東電力，2007，20(5)：1-5.
[20] 趙杰，黎小林，呂金壯，等. 抑制變壓器直流偏磁的串接電阻措施[J]. 電力系統自動化，2006，30(12)：88-91.
[21] 陸繼明， 肖冬， 毛承雄， 等. 直流輸電接地極對地表電位分布的影響[J]. 高電壓技術，2006，32(9)：55-58.
[22] 曾連生. 直流輸電接地極電流對電力變壓器的影響[J]. 高電壓技術，2005，31(4)：57-58.
[23] OSZKAR B, GERHARD B, GERALD L, et al. Prediction of Magnetizing Current Wave-Forms in a Three-Phase Power Transformer Under DC Bias[J].IEEE Transactions on Magnetics，2008，44(6)：1554-1557.
[24] LUIS M, AFSHIN R Z, ARUN N. Simulation of Transformer Hotspot Heating due to Geomagnetically Induced Currents[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2013，28(1)：320-327.
[25] 李曉萍，文習山，陳慈萱. 單相變壓器直流偏磁勵磁電流仿真分析[J]. 高電壓技術，2005，31(9)：8-10.
[26] 李泓志，崔翔，盧鐵兵，等. 變壓器直流偏磁的電路- 磁路模型[J]. 中國電機工程學報，2009，29(27)：119-125.
[27] 李海龍. 直流偏磁對變壓器箱體損耗及溫升影響的研究[D]. 北京：華北電力大學，2013.
[28] 馬玉龍，肖湘寧，姜旭，等. 用于抑制大型電力變壓器直流偏磁的接地電阻優化配置[J]. 電網技術，2006，30(3)：62-65.
[29] 蔣偉，黃震，胡燦，等. 變壓器接小電阻抑制直流偏磁的網絡優化配置[J]. 中國電機工程學報，2009，29(16)：89-94.
[30] 黃彩臣. 抑制變壓器直流偏磁電容隔直裝置的優化配置研究[D]. 北京：華北電力大學，2016.
[31] 宋雨妍，王渝紅，劉天宇，等. 基于多目標離散粒子群算法的電容隔直裝置優化配置[J]. 電網技術，2019，43(1)：266-274.
[32] ZHU H, OVERBYE T.Blocking device placement for mitigating the effects of geomagnetically induced currents[J].IEEE Transactions on Power Systems，2015，30(4)：2081-2089.
[33] ETEMADI A H, REZAEI-ZARE A.Optimal Placement of GIC Blocking Devices for Geomagnetic Disturbance Mitigation[J].IEEE Transactions on Power Systems，2014，29(6)：2753-2762.
