一种主变中心点直流偏磁在线监测系统应用技术

一种主变中心点直流偏磁在线监测系统应用技术

管贵华 范顺飞 邓恭磊 王刚

云南电网有限责任公司楚雄供电局 云南楚雄 675000

摘要：直流极附近的电力变压器存在发生直流偏磁的风险，此风险未及时发现及控制，将对正常运行的变压器产生不利的影响。以往运行人员定期用直流偏磁表人工手动测量，此方法存在安全距离不足人员触电风险、测量过程中过电压绝缘击穿造成人身伤亡事故、测量值片面、客观、固定值无法反应实时变化值的问题。本文介绍新型主变中心点直流偏磁在线监测系统，可以实时监测直流分量，达到报警值发报警信号，便于直流偏磁分析处理。

关键词：直流偏磁；在线监测系统；应用技术

0 前言

高压直流输电由于其输送容量大、损耗低 以及电压稳定等特点，已成为现在长距离、大容量输电的首选。云南作为电力外送大省，高压直流输电技术已经陆续应用推广。直流输电系统在大地回流方式(包括单极大地回线方式及双极不平衡方式)运行时,会引起交流电网中部分中性点接地变压器的直流偏磁问题。直流偏磁问题将对正常运行的变压器产生不利的影响,使得变压器励磁电流有效值、高次谐波成分及其相应损耗值增加,铁心的高度饱和将引起的漏磁通的增加,造成变压器振动、噪声增加,产生谐波，由此引发的变压器局部过热、绝缘老化、带载性能降低等问题对变压器的正常运行造成极大的影响,严重时可能造成变压器损坏及保护误动。为了避免直流极附近的电力变压器发生直流偏磁现象，保证变压器的安全稳定运行，进而保证整个系统安全稳定运行，需要对流入变压器中性点直流电流进行监测，从而准确的判断变压器直流偏磁水平，及时发出变压器直流偏磁告警，提醒运行人员及专业技术人员采取措施抑制偏磁直流。

1在线监测系统运行介绍

1.1组成结构

整个监测系统 由霍尔电流互感器 、偏磁直流监测终端 、主变测控装置 、后台监控机组成，系统结构如图 1所示。

霍尔电流互感器可能比较陌生，它是一种只能测量直流电流，基本不受交流电流影响，即便有零序电流存在对测量结果的准确性不会造成影响的电流互感器，能将额定量程为+ 80A的直流电流转换为4—20mA的小电流。为了防止过电压击穿，在霍尔电流互感器与主变中性点接地扁铁间加装4mm环氧树脂板，使其能承受10kV短时过电压。

图1：组成结构图

1.2工作原理

霍尔电流互感器加装在主变最高电压等级中性点接地开关处，并将采集到的直流分量送至偏磁监测装置，偏磁监测装置将采集到的直流分量信号经二次电缆传送到主变测控装置、后台监控机，当霍尔电流互感器测到的中性点直流电流须大于3A时，主变测控装置及后台监控机发中性点偏磁电流高告警。实现偏磁电流的实时监测及告警，以便运行人员及时采取偏磁电流高的处理措施，保证变压器的安全稳定运行。工作原理图如图2所示。

图2：工作原理图

2此系统不足之处及改进措施

2.1 不足之处

该系统只发偏磁电流高告警信号，不能实现远方/就地监测所测数值，也不能实现数据存储功能，运行人员、专业技术人员无法实时查看、调用和保存分析数据。

2.2改进措施

改进后的在线监测系统结构如图3所示，与图1比较增加一些设备。整个在线监测系统 由霍尔电流互感器 、偏磁直流监测终端 、主变测控装置 、变电站监控后台、集线器 、路 由器 、技术监督数据中心和客户端 PC机组成。该监测系统具有两路数据传输模式 ：一路是监测终端将传感器采集到的偏磁电流信号通过二次电缆直接传送到站内的主变测控元 ，经其传送到站内监控后台，实时监控 ；另外一路是监测终端将传感器采集到的偏磁电流信号进行AD转换后经以太网传输到技术监督部门的数据中心 ，供客户端 PC机访问，方便专业技术人员实时查看、调用和保存分析数据，此路数据传输能实现最大限度的数据共享及分析。

3 结束语

主变中性点直流偏磁在线监测系统的应用，解决了以往手动测量固定值无法反应实时变化值的问题，达到告警值及时发出告警信号，为直流偏磁的分析处理提供一些帮助，同时也为后期研究变压器偏磁抑制方案等研究奠定了基础。但现在应用的系统还存在只发偏磁电流高告警信号，不能实现偏磁电流数值监测，也不能实现数据存储功能，运行人员、专业技术人员无法实时查看、调用和保存分析数据两方面的问题，文中已提出相应的改进措施，希望该监测系统的不断完善，可以保证直流极附近的变压器安全稳定运行 ，保证电网的安全稳定运行。

参考文献

赵智大.高电压技术.3版.北京:中国电力出版社,2013.

王明新，张 强.直流输电系统接地极电流对交流电网的影响分析 [J]． 电网技术，2005，29 (3)：9—13．

钟连宏,陆培均,仇志成等．直流接地极电流对中性点直接接地变压器影响 [J]．高电压,2003，29 (8)：12一l6．

蒯狄正.电网设备直流偏磁影响检测分析与抑制 [z]．博士学位论文.南京理工大学.2005．

作者简介

管贵华（1991），女，学士，助理工程师，高级工，云南电网有限责任公司楚雄供电局，主要从事变电运维工作。

范顺飞（1988），男，学士，助理工程师，高级工，云南电网有限责任公司楚雄供电局，主要从事变电运维工作。

邓恭磊（1994），男，学士，高级工，云南电网有限责任公司楚雄供电局，主要从事变电运维工作。

王刚（1992），男，学士，助理工程师，高级工，云南电网有限责任公司楚雄供电局，主要从事变电运维工作。