TEGAOZHUANDI特稿专递
GIC作用下换流变在器饱和特性的仿真研究
马雪玲，文俊，刘连光
（华北电力大学电气与电子工程学院，北京
102206）
摘要：地磁感应电流(GIC)通过中性点侵入换流交压器时，会使处于额定工作状态的变压器镁心筛磁饱和，使
得变压器励磁电流畸变，从而产生大量诺波及教大的无功损耗，导致变压器投坏或降低使用寿争，产重时基至引起系统电压降低、系统继电保护误动作。文章基于UMEC磁路模型建立了用于GIC间题分析的换流变压器模型：并利用该模型在PSCAD/EMTDC中进行仿真计算，详细地分析了在GIC作用下换流变压器励磁电流的谱波特性、换流变压器网侧和阀侧谱波特性及无功损耗特性；最后提出了GIC影响下换流变压器抑制直流偏磁的方法并违行了分析比较。
关键词：地磁感应电流；高压直流输电；换流变压器；直流偏磁：诺波
中图分类号：TM712 0引言
文献标志码：A
文章编号：1673-7598(2010)08-0007-05
成变压器运行异常。在高压直流输电系统中，由于交、直流输电线路跨度很长且换流变压器一般采用3 个单相变压器构成的三相变压器组，这种结构的变
盛基发生时，在地球极图附近100~300km高空会形成极光电流，其方向为自东向西，宽度为数百公里，幅值按正弦规律变化，周期约为数分钟或更长口。由电磁理论可知，这些变化的极光电流对地面磁场产生扰动，即东西方向的极光交变电流将在地球表面感应出南北方向的交变磁场和东西方向的交变电场，此交变电场可在地表产生东西方向的电压，从而在地球表面产生电位差，即地面电势（ESP)。由于地面电势的存在，会在输电线路、中性点接地变压器和大地回路中产生地磁感应电流（GIC)。GIC的变化频率一般在0.001~0.1Hz之间，与工频相比可者作准直流.2。较大的GIC流过变压器时可导致变压器直流偏磁，从而使变压器铁心高度饱和，励磁电流产重畸变，产生大量谐波，变压器无功损耗迅速增加，导致变压器损坏或降低其使用寿命，严重时甚至引起系统电压降低，系统继电保护误动作3-5)。1989年3月曾发生过强磁暴，由强磁暴起的地磁感应电流造成加拿大魁北克大量变压器铁心饱和，产生的谐波电流造成整个电网瘫痪间。我国黑河地区、江苏阳城-准阴系统变压器也曾出现过直流偏磁导致的异常噪音，广东岭澳核电站内主变也受到过GIC的侵袭，造
收稿日期：2010-06-16
基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划X2007AA04Z425)
压器磁路磁导率很大，铁心材料的磁化曲线易饱和，所以换流变压器更易受到GIC的侵袭，成为电网安全稳定运行的隐患，因此研究GIC作用下的换流变压器饱和特性具有重要意义。
本文依据UMEC（Unified Magnetic Equivalent Cireuit）理论建立了适合准确计及变压器饱和特性的换流变压器饱和模型，仿真计算并分析了换流变压器在不同GIC作用下的谐波特性和无功特性，最后对抑制GIC的一些措施进行了比较分析。
换流变压器模型
变压器是完成电磁转换的设备，利用磁路可以
方使地描述变压器铁心的特性。一股用集中参数的磁路模型描述变压器铁心的磁特性，根据电磁关系将磁路模型转换为用自感和互感表示的电路参数进行计算。利用磁路模型可以较方便准确地描述变压器铁心的非线性特性。UMEC磁路模型[8.9]基于 Steinmetz磁路等值模型，将漏磁通和铁心磁通统-考虑，具有较高仿真精度。因此本文采用UMEC模型来描述换流变压器的磁特性。根据UMEC理论，变压
作者简介：马雪玲（1985一），女，河北任丘人，硕土研究生，研究方向为高压直流输电的控制、运行分析与地磁感应电流对高压直流输电的影响