【正文】 壓器直流偏磁問題，導(dǎo)致了加拿大魁北克電力系統(tǒng)發(fā)生了嚴(yán)重的停電事故，從那時開始，國外開始了對GIC以及變壓器直流偏磁課題的研究。因此，對于電力變壓器直流偏磁問題的研究就頗具意義。對變壓器的危害有：變壓器損耗增加，溫升增大，部分結(jié)構(gòu)件過熱；震動加??；噪聲增加等。然而，特高壓直流輸電自身也存在弊端，其中之一就是因直流輸電引起的地中直流電流對交流電網(wǎng)中性點接地變壓器的影響。此外，為進一步提高輸電效率與質(zhì)量，177。800kV直流輸電線路，目前已經(jīng)平穩(wěn)運行四年多的時間；同時，錦屏蘇南177。直流輸電，特別是特高壓直流輸電在電力傳輸距離、電網(wǎng)互聯(lián)以及傳輸容量方面有著自己獨特的優(yōu)勢[2]。然而，經(jīng)濟與耗能中心集中在東南沿海地區(qū)。但我國的資源中心與電能需求中心分布十分不平衡。 Threephase threeleg transformer has a better ability to bear DC bias than threephase main transformer.Keywords：power transformer, DC bias, exciting current, harmonics, MATLAB/SIMULINK目 錄1. 緒論 1. 課題背景及意義 1. 課題研究概況 1. 本文的研究內(nèi)容 22. 電力變壓器直流偏磁理論 3. 單相變壓器直流偏磁狀態(tài)發(fā)生的機理 3. 交流電網(wǎng)中直流電流的來源 5. 變壓器直流偏磁嚴(yán)重程度的影響因素 63. 電力變壓器直流偏磁仿真 10. 變壓器仿真參數(shù)的計算 10. 單相變壓器過勵磁狀況下勵磁電流的仿真與分析 12. 單相變壓器直流偏磁狀態(tài)勵磁電流的仿真與分析 17. 變壓器直流偏磁工作狀態(tài)下磁滯回線變化趨勢 22. 小型電力系統(tǒng)中三相變壓器直流偏磁工作狀況仿真 28結(jié) 論 37參 考 文 獻 38致 謝 40附 錄A 41附 錄B 42III1. 緒論. 課題背景及意義我國地域廣闊，資源豐富。結(jié)果表明，直流偏磁時，變壓器勵磁電流半波飽和，峰值增大且二次諧波含量明顯升高；鐵芯磁滯回線向右上偏移；三相三柱變壓器比三相變壓器組有更好的直流偏磁承受能力。首先，本文簡介了課題的研究現(xiàn)狀，闡述了在交流電網(wǎng)中產(chǎn)生直流電流的原因，并分析了單相變壓器直流偏磁的機理。河北工業(yè)大學(xué)2015屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書河 北 工 業(yè) 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 作 者： 耿錚 學(xué) 號： 110644 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 系(專業(yè))： 電氣工程及其自動化 題 目： 電力變壓器直流偏磁問題的研究 指導(dǎo)者： 劉宏勛 副教授 評閱者： 李永建 副教授 2015 年 6 月 10 日2畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要電力變壓器直流偏磁問題的研究摘要：直流電流通過交流電網(wǎng)中中性點接地變壓器的繞組，會導(dǎo)致變壓器處于異常工作狀態(tài)，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量和繼電保護系統(tǒng)的工作。對電力變壓器直流偏磁問題的研究意義重大。進而，利用SIMULINK平臺將單相變壓器在過勵磁與直流偏磁狀態(tài)下的勵磁電流波形以及諧波含量進行對比,觀察鐵心磁滯回線變化趨勢，并搭建三相三柱變壓器模型與三相變壓器組模型，比較二者承受直流偏磁的能力。關(guān)鍵詞： 電力變壓器 直流偏磁 勵磁電流 諧波 MATLAB/SIMULINK2畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要Title The Study of Issue about Power Transformer under DC Bias AbstractDC flowing into transformer windings through neutral points is an abnormal work situation of the transformer. It affects power supply quality and the correct operation of the relaying protection system. Therefore, the study of the study on DC bias of a power transformer is of great importance.Firstly, the present status of research on this issue is generally introduced. And the reason of appearance of DC in the AC grid is elaborated. Next, the mechanism of DC bias in a single phase transformer is analyzed.Secondly, a simulation model of single phase transformer is established utilizing MATLAB/SIMULINK. Under over excitation and DC bias situation, the waveform and harmonics values of exciting current are pared. Meanwhile, the variation trend of iron core hysteresis curve is obtained. Also, the model of threephase threeleg transformer and threephase main transformer are established to pare their ability to bear DC bias.The results of simulation show that when DC bias in a transformer happens, the iron core of the transformer will be saturated semiperiodically. The peak value and secondary harmonic ponent in the exciting current will increase significantly. Meanwhile, iron hysteresis curve will move towards right and top。同時，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，發(fā)電用電總量也在逐年提升。我國豐富的水能、煤炭資源主要分布在西南部、中西部與西北部。因此，我國的能源與電力進行著大規(guī)模的跨區(qū)域流動[1]。我國在2010年建成了向家壩上海177。800kV特高壓直流輸電線路等另外四條直流輸電線路也將在2020年之前相繼建成并投入運營。1100kV特高壓直流輸電相關(guān)課題正在研究當(dāng)中，其投入建設(shè)與運行也指日可待[3]。直流電流通過交流電網(wǎng)中變壓器中性點構(gòu)成回路流通，導(dǎo)致變壓器一系列電磁異常[4]。對電力系統(tǒng)危害有：產(chǎn)生諧波；增加無功損耗；影響繼電保護裝置的正確動作；直流電流造成變電所接地極腐蝕等[5]。. 課題研究概況國外學(xué)者對于這一課題的研究始于1980年左右。國內(nèi)開始這一課題研究的時間較國外晚。國內(nèi)關(guān)于此課題的研究也逐漸開始進行。. 本文的研究內(nèi)容本課題針對這一課題，通過查閱相關(guān)資料，就產(chǎn)生直流偏磁的原因、直流偏磁導(dǎo)致單相變壓器鐵芯飽和的原理進行分析；將直流偏磁對變壓器飽和影響的研究現(xiàn)狀進行闡述；并對直流偏磁導(dǎo)致變壓器飽和程度的影響因素進行研究。觀察得到單相變壓器經(jīng)受直流偏磁時其勵磁電流以及磁滯回線的改變；驗證三相三柱變壓器以及三相變壓器組對相同大小的直流電流耐受能力的不同。第二章 對于直流偏磁機理，引發(fā)原因及影響因素進行進一步詳細分析闡述，對直流偏磁相關(guān)內(nèi)容進行較詳細理論分析第三章 通過MATLAB/SIMULINK搭建相關(guān)仿真模型，圍繞搭建的模型對直流偏磁工作狀態(tài)下變壓器的工作情況進行觀察分析，進一步驗證理論結(jié)論。當(dāng)有直流電勢作用在此回路上時，回路中會有直流電流流通。當(dāng)直流分量入侵變壓器繞組時，會使變壓器鐵芯中產(chǎn)生直流磁通，直流磁通與交流磁通向疊加，使得鐵芯中總磁通正負半周幅值不再相等，而是向與直流磁通同向的一側(cè)偏移，偏移的一側(cè)磁通峰值增大。同時，由于在磁通偏移的一側(cè)鐵芯進入嚴(yán)重飽和狀態(tài)，主磁路磁阻急劇增大，漏磁通增加。在課題早期的研究中，變壓器中的直流電流只用作用于變壓器中性點的直流電勢結(jié)合電網(wǎng)中直流相應(yīng)的等效電阻電路進行計算，沒有考慮鐵芯材料的非線性，這樣將會帶來較大的誤差。文獻[7]用兩段不同斜率的折線模擬了鐵芯的基本磁化曲線，如圖 ：圖 Fig. Core nonlinear simulations with subsection linear 其中：為勵磁電流；基頻勵磁電流；由飽和導(dǎo)致的勵磁電流畸變部分；偏磁直流電流；為的峰值；為的有效值；為線段OA的斜率；線段AB的斜率；經(jīng)推導(dǎo)：由飽和導(dǎo)致的勵磁電流畸變部分： （21）飽和導(dǎo)致的勵磁電流畸變部分中的直流分量為： （22）勵磁電流總的直流分量為： （23）由此可得出結(jié)論為：電流變壓器發(fā)生直流偏磁時，由于鐵芯基本磁化曲線非線性，侵入繞組的直流電流一部分成為直流磁通通過曲線對應(yīng)