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直流偏磁會對變壓器造成哪些危害？
點擊次數：4215 更新時間：2021-06-21
直流偏磁
是指變壓器勵磁電流中出現直流分量，導致變壓器鐵心半圓磁飽和，產生一系列電磁由此造成的影響。當變壓器在交流過勵磁下正常工作時，鐵心的磁通密度會增加，勵磁電流會發生畸變。變壓器工作在磁化曲線的非線性區域。勵磁電流波形為峰值波，正負半波對稱。變壓器偏置為直流，當直流和交流磁通疊加時，與直流偏置方向一致的半周磁芯飽和度增加，另一半周期磁芯飽和度降低，相應的勵磁電流波形呈現正負半波不對稱形狀。
直流偏磁是變壓器的異常工作狀態，因為變壓器的初級等效阻抗只對直流分量表現出電阻特性，電阻很小。因此，小的直流分量會在繞組中形成大的直流磁化電位。這種直流磁勢和交流磁勢共同作用在變壓器的一次側，使變壓器鐵芯的工作磁化曲線發生偏移，出現在原點附近。不對稱，即變壓器偏壓現象。變壓器直流偏壓有多種原因，主要有直流機組大回路運行和地磁場擾動等。
直流輸電系統在雙極不對稱或單極運行時，一定量的直流電流會通過直流系統的接地極流入大地，同時在地表形成不等電位地球的。此時，直流電流可能通過變壓器的中性點進入變壓器繞組，在變壓器繞組中形成直流電流，使變壓器磁密度工作點發生偏移，使變壓器產生直流偏壓，嚴重危害電力系統的安全運行。直流偏磁的主要危害如下：
1、變壓器噪聲和振動增加
由于變壓器的磁滯脹縮作用，當變壓器發生直流偏磁時，鐵芯會增加，導致噪音增加；同時，由于磁致伸縮引起的非正弦振動，其噪聲中含有多種諧波成分。當一個元件與變壓器元件產生共振時，噪聲會更大，這可能會導致變壓器內部零件松動和絕緣損壞。
2、電壓波形畸變
由于變壓器鐵芯直流偏置，嚴格重時，鐵芯可能工作在飽和區，這會增加變壓器的漏磁通，使電壓波形失真。
3、諧波的產生
對稱的正負半波周期勵磁電流中只有奇次諧波。由于直流偏置的影響，變壓器勵磁電流中出現偶次諧波，半波深度飽和。此時，變壓器已成為交流系統中的諧波源，可能引起補償電容器組諧波放大甚至諧振，危及電容器組的安全運行。
4、變壓器無功損耗增加
由于變壓器因直流偏壓飽和，勵磁電流大大增加，使變壓器無功損耗增加，可引起系統電壓下降，嚴重的情況下，整個電網可能會崩潰。
5、繼電保護系統故障
變壓器直流偏壓引起的波形嚴重畸變，會導致部分繼電保護裝置不能正常動作，零序次諧波可能導致零序電壓或電流啟動的繼電保護裝置發生故障。
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