直流偏磁,隔直装置简介
国华台山电厂600MW机组主变隔直装置概况及操作要点
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Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu◆装备应用与研究
状态。2 种运行状态可通过手动或自动进行切换。正常运行方 式是在自动状态下运行，运行人员不得干预。 5.1 主 变 中性 点 隔 直装 置 的 检查 项 目
（1）检查 NCS 画面无装置异常报警，PAC－50K 远程监控终 端装置运行正常，无异常报警。（2）就地控制柜上供电电源开关 已合好，远方就地控制开关在“远方”位置，运行状态转换开关 在“自动”位置，电容接地指示灯、直接接地指示灯与运行状态 相符。（3）电容及电抗按正常检查项目检查。 5.2 主 变 中性 点 隔 直装 置 的 操作
的正常运行，而且可能引起继电保护误动，从而直接影响到变 电流或电压，实现自动或手动运行状态转换；（5）利用远程终端
电站、发电厂的安全运行。根据国华台电变压器空载试验数据， 通过光纤数据通讯实现对装置的远程监控，一台远程监控装置
可以计算并绘制出励磁特性曲线。其中台电 1、2 号变压器励磁 可同时监控多个装置，当远程终端退出运行时不影响装置运行；
在国家西电东送战略方针的指导下，近年来南方电网部分 4 主变中性点隔直装置控制原理及特点
线路采用了超高压直流输电方式，实际运行发现，在交直流混
（1）采用在变压器中性点串联隔直电容的方案，有效地隔离
合大电网中，当直流输电系统采用大地回路运行方式时，从大 中性点直流电流；（2）利用大容量开关实现中性点的金属性接地
PAC－50K 变压器中性点电流抑制装置有 2 种控制操作模 式，即就地控制模式和远方监控终端控制模式。就地装置控制 柜上“远方／就地”旋转按钮可实现 2 种方式间的转换。正常运 行时，装置在远方监控终端控制模式。PAC－50K 变压器有 2 种 运行状态，即中性点直接接地运行状态和中性点电容接地运行
直流偏磁对变压器正常运行影响应对措施论文
直流偏磁对变压器正常运行影响的分析及应对措施摘要：在高压直流输电过程中，由于单极大地方式运行产生的直流电场或者太阳磁暴产生的地磁感应中电流的直流成分对中性点接地系统变压器的正常运行造成很大影响。
本文从直流偏磁的产生机理入手，着重介绍了3种变压器中性点隔直装置。
关键词：变压器中性点；高压直流输电；直流偏磁中图分类号：tm45 文献标识码：a文章编号：1009-0118（2012）07-0202-01一、引言随着高压直流输电（hvdc）技术在国内电网中越来越多地应用，由于其输送容量大、输送距离远、调节迅速、运行灵活，hvdc在远距离大容量输电、区域电力系统互相连接中起到了十分重要的作用，但也带来了一些新问题。
自2000年12月开始，南方电网大亚湾核电站发现主变压器时常出现噪声异常及增大的情况；2003年初因三龙直流输电启动调试导致江苏电网出现明显的直流电流；天广直流单级大地调试中，附近的电厂、变电站也有类似的情况发生。
因此需要对产生该现象的原因——直流偏磁进行研究并找出应对措施。
二、直流偏磁产生原因及对变压器的危害（一）直流偏磁产生的原因分析当高压直流输电运行在单极大地回线或双极不对称运行方式时，接地极附近有直流电位，该电位和高压直流输电输送的电流大小和该处的土壤电阻率有关。
高压直流输电输送的电流越大，土壤的电阻率越高，电位也就越高。
不同位置的接地变压器的中性点之间犹豫存在着直流电势差且交流系统的电阻值很小，从而使流过接地变压器中性点，在交流系统中形成了回路。
当流过接地变压器中性点的电流过大时，变压器会发生直流偏磁进而导致谐波增加、噪声增大、过热等问题，严重时会引起变压器的损坏，并可能引起保护误动。
（二）直流偏磁对变压器造成的危害1、变压器噪声增加；2、变压器振动加剧；3、变压器漏磁通增大；4、导致继电保护设备误动。
在实际情况中，土壤电阻参数、电网电阻参数是无法进行调整的。
变压器制造商又难以在制造工艺上解决直流偏磁问题。
隔直装置在电网中的应用研究
隔直装置在电网中的应用研究摘要：当直流输电系统以单极大地的方式运行时，在直流接地极附近就会有直流电流从大地经直接接地的中性点流入主中，极易造成主变的直流偏磁问题。
为保证电网中主变压器运行的安全性，以及损耗的消减，笔者认为需在主变中性点回路串接电容隔直装置。
此装置最大限度阻隔了大地系统之中的直流电流分量，保证变压器中性点可靠接地运行。
笔者在本文中分析隔直装置的构成与功能，并对其在电网中的应用进行研究。
关键词：隔直装置；电网；应用在实行西电东输过程中，直流输电网络的大幅度增加，导致接地级附近的变电站主变压器中性直流电流超过允许值，变压器极易产生直流偏磁。
在直流偏磁的影响下会引发主变异常振动、噪声、过热等缺陷，严重时还可能引发变压器的损坏。
笔者认为面对上述问题需要在电网建设中，加强对隔直装置的应用，以实现电网的安全稳定运行。
一、电容隔直装置的构成电容隔直装置由电容器(C)、机械旁路开关(K3)和一对反并联晶闸管(SCR)串接限流电抗器L并联而成，接于主变的中性点和变电站主地网之间。
在交流环境中，电源频率越大，角频率W数值越大，容抗值就越小，当其数值小到不能与其他阻抗忽略不计时，就形成短路。
如若在直流的环境下，电源频率为0，W数值趋近于无穷小，容抗无穷大，因此直流电流不能通过，就如同开路。
电容器接通直流电源时，仅仅在刚接通的短暂时间内发生充电过程，在电路中形成充电电流。
充电结束后，因电容器两端的电压等于电源电压不再发生变化，所以电容器电路中的电流为零，相当于电容器把直流电流隔断，通常把电容器的这一作用简称为“隔直”。
当电容器接通交流电源时（交流电的最大值不允许超过电容器的额定工作电压），由于交流电源电压的大小和方向随时间不断变化，电容器不断地进行充放电，所以电路中就会反复出现充放电电流，相当于交流电流能够通过电容器，通常把电容器的这一作用简称“通交”。
机械旁路开关K3的分合闸，决定电容器的投退。
若K3分闸，则变压器中性点经电容器接地，装置进入隔直状态。
直流偏磁,隔直装置简介
变压器中性点直流电流消除装置一、概述我国2/3以上的水利资源分布在西南地区，2/3左右的煤炭资源集中在内蒙古和山西，利用这些能源发电送到华东、华南沿海等经济发达地区需要长距离输电。
采用直流输电技术进行长距离输电，可以提高电力系统运行的经济性、稳定性和调度的灵活性，具有广阔的发展前景。
直流输电技术在我国已经取得了迅速的发展。
高压直流输电系统有双极运行和单极大地返回运行2种运行方式，通过对直流输电系统换流站附近变压器的跟踪检测，发现当直流输电系统采用单极大地返回运行方式时，其换流站附近中性点接地变压器会出现噪声和振动异常增大的情况。
进一步检测发现，直流输电系统以单极大地返回方式输送功率时，变压器中性点检测到的直流分量随直流输送功率的增加而升高，噪声和振动也随着直流分量的升高而增大。
从理论上分析，直流输电系统在单极大地返回运行方式下，大地相当于直流输电的一根导线，流通的电流为直流输电系统的运行电流，这将引起换流站附近地表电位发生较大的变化，使周边中性点接地变压器在中性点产生直流分量，从而引起变压器发生直流偏磁。
从贵广、天广和三常三个直流工程看来，在设计时都考虑了直流单极大地回路运行可能对接地极附近变压器带来的影响，但低估了这种影响。
这可能是在接地极对周围影响和现代大型变压器对中性点直流承受能力的评估两方面存在不足。
在针对运行后带来的严重影响，设计中也没有提出详细的措施来应对这种不利的情况。
随着西电东送政策的贯彻，随着高压直流输电（HVDC）技术在中国电网愈来愈多的运用，这个问题也显得更加迫切和重要。
变压器中性点直流电流消除装置正是用于治理直流电流对交流电网影响，其主要原理是采用在变压器中性点串接电容器组的方式消除从变压器中性点流入交流电网的直流电流。
装置采用智能化控制，在有直流电流时自动进入消直流工作状态，在直流电流小于限值时进入金属接地状态，在系统出现故障时装置恢复金属接地并能耐受系统短路电流冲击。
变压器直流偏磁电容隔直保护装置的可行性分析
变压器直流偏磁电容隔直保护装置的可行性分析1．引言我国的发电资源与负荷中心分布不均，且因为直流输电在长距离、点对点电能输送时有交流输电无法比拟的优势，所以近些年来一个个直流输电工程在我国兴起。
不过直流输电给我们带来益处的同时也带来了潜在的威胁，自2000年12月开始，南方电网大亚湾核电站发现主变压器不时出现噪声异常及增大的情况，而于2003年初因三峡－龙政的直流输电启动调试导致江苏电网出现明显的直流电流；天广直流单极大地调试当中，其它电厂、变电站也有类似现象发生，通过与天广调试负荷情况进行跟踪和对比分析，发现主变噪声增大与地中回路电流之间存在着明显的相关性。
因此有必要研究交直流并联输电系统中直流系统对交流系统的影响。
2．原因分析与研究的必要性当高压直流输电（HVDC）运行在单极大地回线或者双极不对称运行方式时，接地极附近有直流电位，该电位和HVDC输送的电流大小和的该处的土壤电阻率有关。
HVDC输送的电流越大，土壤的电阻率越高，电位也就越高。
不同位置的接地变压器的中性点之间由于存在着直流电势差，且交流系统的电阻值较小，从而使直流电流通过接地变压器中性点，在交流系统中形成了回路。
如图1所示，当流过接地变压器中性点的电流过大时，变压器会发生直流偏磁进而导致谐波增加、噪声增大、过热等问题，严重时可引起变压器的损坏，并可能引起保护的误动。
它还会引起220kV、500kV交流电网电压总畸变率大幅升高，谐波的大幅升高也会对其他电气设备产生较大影响，这些影响最终将会危及到电网的安全运行。
图1 HVDC单极大地运行方式下地电流分布示意图Fig. 1 Sketch map of DC network during monopolar ground circuit operation of the HVDCelectrode.虽然为了避免地电流对交流电网的影响，直流输电工程大都采用双极运行，不过如果一极发生故障还必须采用单极大地的运行方式。
关于主变中性点隔直装置的研究
关于主变中性点隔直装置的研究作者：崔永红来源：《中国科技纵横》2017年第07期摘要：伴随着换流站和直流电网的建设发展，交流系统变压器接地中性点直流偏磁现象越来越普遍。
通过安装变压器中性点隔直装置，可以有效解决变压器直流偏磁问题，防止变压器处于偏磁运行造成的不良影响，保证变压器安全稳定运行。
本文分析了主变中性点增加隔直装置工作原理，通过研究总结出了隔直装置的不同运行方式，并指出了该装置一些不足之处。
关键词：隔直装置；直流偏磁；中性点中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0162-01Abstract：Along with the development of converter station and dc power grid， The phenomenon of dc magnetic bias is more and more common in the neutral point of the transformer. This problem can be solved by installing the neutral current blocking device， and the transformer could be in a safe and stable state. This paper analyzes the working principle of the neutral current blocking device， summarizes the blocking device of different operation modes， and points out some deficiency in the device by researching .Key words：neutral current blocking device；dc magnetic bias；neutral point1 绪论国内110千伏及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式，当直流输电系统在单极大地返回运行方式下，大地相当于直流输电的一根导线，流通的电流为直流输电系统的运行电流，这将引起换流站附近地表电位发生较大的变化，使周边中性点接地变压器在中性点产生直流分量，从而引起变压器发生直流偏磁。
变压器电容隔直装置介绍-20121129
变压器电容隔直装置简介2012年2月目录目录电容隔直装置 (1)1 装置原理 (1)1.1 电容隔直装置原理及组成 (1)1.2 装置的运行与控制策略 (2)1.3 晶闸管旁路的触发系统 (3)1.4 监测系统功能 (4)1.5 系统事故预想及其可靠性保证措施 (5)2 大电流试验 (5)3 应用及运行情况 (7)4 特点 (8)电容隔直装置1 装置原理电容隔直装置在检测到变压器中性线直流偏磁电流超过限值并达到时限时，会自动打开机械旁路开关，将电容器串入变压器中性点与地网之间，利用电容“隔直（流）通交（流）”的特点，有效隔断流过变压器中性线的直流电流。
选取工频阻抗足够小的电容器，可以保证交流系统的有效接地及交流零序电流的正常流通。
电容隔直装置在电容器支路上并联了一个双向晶闸管支路及一个机械开关支路作为电容器的旁路保护系统。
电容隔直装置的优点是为无源方式，安全性较高；隔直效率高；对系统继电保护的影响很小；与直流电流注入法比较，运行维护方便。
当交流系统发生不对称短路故障，装置会立即触发导通双向晶闸管旁路，并同时发出机械旁路开关的合闸信号。
由于机械开关合闸动作比晶闸管导通要慢，所以故障电流会先通过晶闸管旁路流向大地，达到快速保护电容器的目的。
当机械旁路开关合上后，故障电流将由晶闸管旁路转移到机械旁路开关流向大地，同时晶闸管开始由导通转向关断。
由于晶闸管的动作时间很短（在数十微妙级），在机械开关合闸之前会释放掉电容器的部分能量（或减少对电容器的充电储能），减少了电容器放电电流对机械开关支路的冲击，延长机械开关的使用寿命。
双向晶闸管支路与机械开关构成了双旁路保护，对电容器会起到更可靠的保护作用。
1.1电容隔直装置原理及组成电容隔直装置原理如示意图1所示。
本装置主要由直流抑制一次设备（电容器）、旁路系统（限流电抗器＋双向晶闸管双支路、机械旁路开关）及控制监测装置（交直流传感器、数字测控装置）三部分构成。
本电容隔直装置旁路系统采用双向晶闸管交流固态开关来实现动作的快速性。
浅谈变压器直流偏磁现象及电容隔直原理
目前，国内抑制直流偏磁的方法主要有电容隔直法、小电 阻限流法、中性点注入反向电流法、电位补偿法。小电阻限流 法只能减弱变压器中性点直流电流且灵活性较差。注入反向 电流法直流利用率低且会对相邻变压器造成直流污染，加剧 直流偏磁程度，同时需另建直流接地极，投资较大。电容隔直 法采用无源装置，安全性较高，隔直效率高，对系统继电保护 影响很小，运行维护方便。综合比较，本文所述电厂采用电容 隔直装置。
0 引言
伴 随 着 我国 大 规 模 交 直 流 混 联 电 网 的 迅 速 发 展 ，直 流 输 电工程在调试或故障情况下单极大地回线运行时有发生。直 流输电线路在单极大地回线运行方式下，直流电流经直流系 统接地极流入大地，同时在接地极附近形成不等电位。
不同发电厂（变电站）由于相对于接地极地理位置不同， 其电位也不一样，由于电位差的存在，直流电流经中性点接地 变压器流入变压器绕组，从而引起变压器直流偏磁现象。变压 器在直流偏磁下，直流与交流磁通相叠加，铁芯饱和程度在与 直流偏磁方向一致的半个周波增加，在另外半个周波减小，对 应的励磁电流波形呈现正负半波不对称形状。
在电 容 接 地 运 行 状 态 下 ，考 虑 到 交 流 系 统 故 障 时 中 性 点
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Dianqi Gongcheng yu Zidonghua◆电气工程与自动化
会出 现 过 电 压 和 过 电 流 的 情 况 ，为 避 免 电 容 器 被 击 穿 从 而 影 响继电保护无法正确动作，有如下3种控制策略：
在直 接 接 地 运 行 状 态 下 ，当 检 测 到 变 压 器 中 性 点 直 流 电 流超过设定限值且时间达到时限时，在自动模式下，装置自动 进入电容接地运行状态；在手动运行模式下，装置发出告警信 号（直 流 电 流 越 限 告 警），等 待 运 行 人 员 通 过 远 程 终 端 手 动 进 入电容接地运行状态。 2.2.2 隔直装置电容接地运行状态
台山电厂220KV主变中性点隔直装置使用及维护介绍
主变中性点隔直项目背景（1/3）
广东电网的±500 k V高肇、三鹅、兴保和天广直流线路输电在近年相 继投产，单极－大地运行方式是直流输电的运行方式之一。在这种运行方式 下，直流接地极作为直流工作电流的返回通道，是直流输电系统的重要组成 部分，将会影响接地极周围变电站接地网地电位的变化。
国华台电1、2号主变从2019年初开始，不时出现变压器噪声增大事例， 其中绝大多数情况与南方电网直流输电单极大地回路运行有关。据不完全统 计，自2019年7月至2019年8月之间就发生的变压器直流偏磁事件44起，其 中变压器中性点电流超过15A的事件30起，单台变压器最大中性点电流达 58A。
调研结论
通过对三种方案的对比，并结合台山电厂实际情况，形成如下调研结论：
台山电厂有两台220kV主变、三台500kV主变，因只有一个地网而只能 使用一套中性点注入反向电流法装置，注入反向电流法因难以同时对台山 电厂220kV和500kV主变良好补偿而被首先放弃。
由于小电阻装置结构简单，无监控手段，只能人为手动干预，而且电网 运行方式改变，电阻值需要重新核算。同时小电阻也没有投运，真正效果， 只能停留在理论状态。也不予考虑。
台山电厂220KV主变中性点 隔直装置使用介绍
彭桥
设备部电气一次 2019.1.6
主变中性点隔直装置使用介绍
1. 项目背景介绍 2. 主变偏励磁研究 3. 主变中性点隔直装置调研 4. 主变中性点隔直装置可行性研究报告 5. 主变中性点隔直装置项目立项 6. 主变中性点隔直装置项目实施 7. 隔直装置使用说明书
当电容两端电压超过快速旁路启动 门限VH时，快速旁路系统启动，装 置进入直接接地状态。
装置的过电压快速旁路保护动作试验
通过升压整流电源对电容器持续充电验证装置过电压 快速旁路保护动作试验
主变直流偏磁监测与隔离接地装置
x附件1━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━主变直流偏磁监测与隔离接地装置现场运行规程单行本目录1 总则 (1)1.1 适用范围 (1)2 变压器中性点变压器隔直装置 (1)2.1概述 (1)2.2作用及组成 (1)2.3变压器隔直装置本体运行维护 (2)2.3.1隔直装置本体 (2)2.3.2 隔直装置信号和指示 (3)2.3.3隔直装置的远程监控终端 (4)2.4 变压器中性点隔直装置的运行状态和运行模式 (4)2.5 隔直装置投入与退出的操作要求 (5)2.6正常运行注意事项 (6)2.7巡视项目 (6)2.8异常处理 (8)2.9 验收项目 (9)1 总则1.1 适用范围本规程规定了变电站主变直流偏磁监测与隔离接地装置的运行、操作、异常和事故处理的基本要求，使内容更具有针对性、实用性。
该装置为主变的一部分，山北变电站的运维人员应熟练掌握本规程并遵照执行。
2 变压器中性点变压器隔直装置2.1概述随着新疆电力系统骨架网中直流输电线路的投入运行。
在交直流混合输电过程中，当直流输电单极大地运行时，大地极电流一部分通过变压器中性点流入交流系统，对交流输电系统产生不同程度的影响。
尤其是大地极直流流入变压器中性点，使变压器中性点叠加直流分量后产生磁偏，造成磁饱和。
使变压器产生谐波、振动、噪声。
影响了变压器及交流系统的安全稳定运行。
2.2作用及组成本装置接入变压器中性点可以有效地阻断流过变压器中性点的直流电流，同时对交流系统的运行不产生任何影响。
解决了交直流混合供电系统中，直流单极大地运行时对交流系统的影响问题。
KLMZ-220/50抑制变压器中性点直流电流装置由三个部分构成，第一部分是串联接入变压器中性点的KLMZ-220/50装置本体，包括电容器、断路器、刀闸等一次设备及二次控制单元；第二部分是为电厂运维人员或设备检修维护人员提供的运行监控终端(简称HMI)，提供人机交互的接口；第三部分是装置输出的6个开关量信号和2个模拟量信号，供运维值班人员监视装置的状态。
初探机组变压器中电容隔直技术的应用
初探机组变压器中电容隔直技术的应用1 直流偏磁概念及其成因“直流偏磁”是指变压器的磁通和磁动势含有直流分量的现象。
直流分量对机组变压器的正常运行将产生危害，如增加高次谐波成分，导致铁心高度饱和从而引起漏磁通的增加，带来变压器局部过热、绝缘介质老化等问题。
产生直流偏磁的成因有以下两个：一是太阳等离子风的动态变化与地磁场相互作用产生的地磁“风暴”。
作用于中性点接地的变压器时，将在其绕组中诱发地磁感应电流，与50Hz的交流系统相比较，可看作近似的直流；二是采用单极大地回路的直流输电线路与交流网络中存在非线性元件产生的直流分量，在控制不对称的直流输电系统以及相关变频器系统中，变压器绕组均含有直流分量。
2 直流偏磁电流的仿真分析2.1 交流系统网络等值电路本文所选取的环形220kV交流网络为M电厂→A电站→B电站→K电站220kV侧→C电站→M电厂，如图1（a）所示。
对所选取的交流网络模型进行等值电路的转换，根据等值电路在PSCAD中建立模型，等值电路如图1（b）所示。
2.2 中性点直流电流仿真模型根据环形交流网络的等值电路，可以估算各厂站到接地电极的距离，如表1所示。
进一步求得M电厂站变压器所处位置的地表电位，结果如图2所示。
根据图2可得M电厂站处地表电势大小为20V（考虑误差因素大概估算范围）。
再结合相关变电站主变参数，如表2所示。
设置PSCAD/EMTDC软件仿真参数，搭建模型如图3所示。
3 直流偏磁电流实测情况以M电厂#1主变为例，根据2012～2014年运行记录（见表3），当直流输电系统单极运行时，#1主变中性点产生的直流分量高达59A。
根据对监测数据的分析，#1主变中性点通常在约±7A的直流偏磁电流，基本每天凌晨00∶00～06∶00时间段该电流消失，06∶00～24∶00该电流在±7A上下快速波动，整体直流偏磁电流情况比较严重。
4 电容隔直装置技术的应用与实施根据掌握M电厂直流偏磁电流的特点和基本情况。
主变中性点直流隔直装置介绍
2.快速旁路回路采用双晶闸管并联，既提高了旁路 系统的可靠性，同时又增加了旁路系统的旁路电 流容量，目前旁路系统试验最大电流已经做到有 效值22kA，持续时间200ms 。
3. 采用三选一方式的三重过电压旁路触发元件， 大大提高过电压旁路启动的可靠性； 4. 当装置由直接接地运行方式进入到电容接地方 式时，为保证装置的安全可靠运行，测控单元 借助外围辅助电路自动对过电压快速旁路系统 进行一次小能量过电压旁路启动试验，以保证 过电压快速旁路系统在电容接地运行模式下可 靠工作。当试验失败时，装置不能进入电容接 地运行状态 。另外，装置设定以7天为周期进 行自检，如果自检三次均失败，则闭锁操作， 发出报警。
隔直装置的操作说明
隔直装置的操作说明
2、隔直装置大修期间停运（先退装置后停主变）：
检查011JS在断开位置，012JS在闭合位置； （LPO） 在就地006AR的监控终端计算机的“运行状态区” 确认隔直装置处于直接接地运行状态，即此时主 变中性点没有直流或未达到定值；（LPO） 通过手柄手动操作，将011JS闭合、挂锁； （LPO） 通过手柄手动操作，将012JS断开、挂锁，此时 主变中性点隔直装置正式退出运行。（LPO）
基本情况简介和操作说明
2009-12-29
目录
一、隔直装置的原理和运行状态介绍 二、隔直装置的安全措施介绍 三、隔直装置的操作说明
装置原理及结构——装置基本原理框图
1.隔直流电容 2.状态转换开 关 3.换向整流桥 4.晶闸管 5.过电压触发 单元 6.状态转换开 关合闸线圈
011JS
012JS
隔直装置的操作说明
3、隔直装置故障处理：
当隔直装置出现“装置故障”或失去220V交流电源（LMC)的情 况，都将触发主控室“GEV008AA”的主变综合报警，此时应将电 容隔置装置退出运行 ；（LPO） 在就地006AR的监控计算机的“运行监视区”检查出现红色的 “故障指示”，确定是装置故障，或者检查发现006AR上的两个 指示灯001LA和002LA全灭，显示屏的电源指示灯为灭（计算机 有屏保，屏保的输入密码为1），确定是装置的220V交流电源失 去。确认GEV008AA是隔直装置的故障触发，通知OPE到场检查 处理；（LPO） 在就地监控计算机上确认具体的故障性质，如需退出装置作进一 步检修，则提票给MEE，同时告知OPP通报电网；（OPE/OPP） 通过手柄手动操作，先将011JS闭合，再将012JS断开；（LPO） 在检修工作票下对隔直装置的故障进行检查、处理。（MEE）
直流偏磁抑制装置原理
三
2 设 备 研 发
设备研发、生产、质量控制
2.2 技术优势 系统的改进解决了如下问题： 1）快速、可靠应对接地故障。当设备处于隔直状态，输电线路发生故障时，变压
器中性点出现过电流。此时需要变压器中性点可靠接地，隔直装置应对策略如下：
可控硅SCR快速导通支路首先动作，速度为ns级，实现设备的快速性；其次旁路开 关（K3）进行闭合，速度约为30ms，使变压器中性点实现金属可靠接地。
直流偏磁使半波深度饱和的变压器励磁电流中出现
谐波
了偶次谐波。 直流偏磁引起变压器饱和，励磁电流大大增加，使
无功损耗
变压器无功损耗增加，从而使系统电压下降。
直流偏磁引起的波形严重畸变，会导致部分继电保
继保系 统误动
护装置误动作，亦可能不动作。
目录
1
公司概况 应用背景 设备研发、生产、质量控制 售后服务
余载的快速发展和品牌沉淀，粤能公司工程技术 服务资质、业绩和综合实力位居全国同行前列，
成为了广东电网、粤电集团、国华电力、五大发
电集团、中能建、上海电气、东方电气信赖的国 内知名、行业信任的优质技术服务企业。
公司概况
粤能公司共设置12个部门，其中4个职能部 门、8个专业部门、1个检测中心。 职能部门：综合部、市场部、财务部、工程 部。 专业分部：设备服务部、轮机分部、环化分 部（原环保分部、化学分部）、锅炉分部、 高压分部、热工分部、系统分部、电测分部。 检测中心：已建立高压、汽机、锅炉、环保、 电测、热工、电磁兼容、计量、继保等多个 专业方向的检测项目。
粤能公司|公司简介 --直流偏磁抑制装置专题交流
2018年5月
目录
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公司概况 应用背景 设备研发、生产、质量控制 售后服务
直流偏磁隔离接地装置控制逻辑设计
直流偏磁隔离接地装置控制逻辑设计随着直流输电工程的简称投运，我国越来越多的直流工程送/受端均出现主变直流偏磁现象。
为解决这一问题，主变中性点安装了直流偏磁隔离接地装置（简称隔直装置）。
那么今天，小编就来和大家分享下关于从事电力直流偏磁治理行业数十载的安徽正广电公司总结的心得。
在最初设计时，这类设备的控制仅通过直流电流/电压的定值来控制，但是随着越来越多的隔直装置在不同工况下的投运，其控制逻辑应当有所完善。
本文将对完整的隔直装置控制逻辑进行阐述。
隔直装置按控制地点可分为“就地”和“远方”，按控制方式可分为“手动”和“自动”，如图 1 所示。
图1 电容隔直装置的控制模式图电容隔直装置的控制模式适用条件见表1所示。
表1电容隔直装置的控制模式适用条件电容隔直装置包括两种工作状态：1）直接接地状态：旁路机械开关闭合，变压器中性点经旁路机械开关接地的状态；2）隔直状态：旁路机械开关断开，变压器中性点经隔直电容器接地的状态。
装置的工作状态转换主要有旁路机械开关分合来实现。
在自动模式下应当选择定值控制、定时控制或混合控制，见表2所示。
（1）定时控制：受城市轨道交通影响，在固定的时间（一般为城市轨道交通每天开始运营的时间）由直接接地状态转为隔直状态；在固定的时间（一般为城市轨道交通每天结束运营的时间）由隔直状态转为直接接地状态，期间一直保持隔直状态；（2）定值控制：受高压直流输电接地极影响，根据设定的定值和监测到的直流电流情况，进行状态转换；（3）混合控制：同时受城市轨道交通和高压直流输电接地极影响，在定时控制时段内，按定时控制策略；在定时控制时段外，按定值控制策略；定时控制的优先级高于定值控制。
表2 控制参数设计。
隔直装置说明书
变压器电容隔直装置使用说明书广东电网公司电力科学研究院广州粤能电力科技开发有限公司目录一、装置简介 (1)1.1 装置功能 (1)1.2 结构组成 (1)1.3 控制模式 (2)二、控制模式的设置 (2)三、上位机监控系统的使用 (4)3.1 系统运行 (4)3.2 实时监控界面 (4)3.3 历史事件查询 (6)3.4 历史记录查询 (7)3.5 故障录波分析 (8)3.6 设备参数整定 (10)一、装置简介1.1 装置功能当以广东为落点的直流输电系统以单极大地方式运行时，在直流接地极附近就有直流电流从地中经直接接地的中性点流入交流变压器中，造成变压器直流偏磁问题。
变压器电容隔直装置（以下简称装置）由电容器、机械旁路开关和一对反并联晶闸管并联而成，接于变压器中性点和地之间。
在没有直流电流流经变压器中性点时，机械旁路开关为合上位置。
当检测到流经变压器中性点的直流电流超过限值时，机械旁路开关转为断开位置，使电容器投入，起到阻隔直流电流的作用。
一旦检测到流经变压器中性点的交流电流超过限值时，装置控制器即判断为交流电网发生不对称短路故障，反并联晶闸管对立即触发导通，同时机械旁路开关转为合上位置，保证变压器中性点可靠接地。
1.2 结构组成 旁路开关原主变地刀数字控制器交流CT 远程监控计算机光缆连接新设地刀电容隔直装置直流CT1和CT2原直流CT晶闸管电抗器电容器图1 变压器电容隔直装置的结构组成图1.3 控制模式装置按控制地点可分为“就地”和“远方”两种控制模式。
装置按控制方式可分为“手动”和“自动”两种控制模式。
下图示出装置的控制模式：就 地手 动自 动远 方手 动合闸 分闸合闸 分闸(紧急)图2 变压器电容隔直装置的控制模式图“就地&自动”和“远方&自动”都是通过装置的数字控制器ION7650来实现自动控制的。
“就地&手动”是在装置的面板上通过操作按钮来实现的。
“远方&手动”则是在置于变电站主控室的上位机界面上通过鼠标操作来实现的。
直流偏磁简介
直流偏磁1 背景高压直流(HVDC）输电系统在我国正得到越来越广泛的应用。
为了实现远距离或超远距离大容量送电,将有更多高压甚至特高压直流工程建成并投入运行。
实践证明，直流输电在一定条件下，是具有很大的经济效益。
交直流混合运行的电网结构使得交直流系统之间的相互影响越加明显,对南方电网而言尤为突出[1]。
而在HVDC运行过程中发现，双极两端中性点接地直流换流站接线方式广泛运用到远距离的高压直流输电领域中。
虽然正常运行时两极电流相等，地回路中的电流为零，但是只要是运行过程中两极的电流不相等（采用单极运行、双就极电压对称电流不对称或者双极电流电压均不对称方式运行），接地极都会有电流流过，在直流输电线路和大地间形成回路，造成直流偏现象。
[2]在我国，110kV 及以上电压等级系统中性点采取直接接地。
如果出于不同地点的变电站的中性点点位被不同程度的抬高，则直流电流将通过大地和交流线路，由于一个变电站（变压器中性点）流入，在另一个变电站（变压器中性点）流出，继而产生直流偏磁。
在电网中，很多变压器都受到了直流偏磁电流的影响，受到影响的变压器有的是在换流器直流接地极附近，有的却是远离直流接地极[3]。
事件初期，曾经怀疑主要是换流站的谐波电流所致，之后逐渐将注意点集中到中性点接地变压器的直流偏磁上，为了验证这些变压器正是受到了直流偏磁的影响,工程上也采取不少的方法。
直流偏磁问题在20世纪80年代后期开始引起国内外研究者的重视并陆续开展了相关研究。
有关的抑制措施也曾有工程应用。
然而,截至目前,工程应用中仍未有简单、实用、可靠的解决方案,也没有长期可靠的运行经验做支撑。
本文将主要介绍一下直流偏磁产生的原因、现象、危害及抑制措施等。
2 直流偏磁产生的原因2.1 直流偏磁的产生机理[4]变压器的铁心是由0.3 至0.35mm 的硅钢片叠成，因硅钢片的磁化曲线成非线性，使铁心磁通φ与通入磁化线圈的电流i 成非线性，即φ=f（i）成非线性关系，如下图2.1(b)所示，在设计变压器时，为了充分利用铁磁材料，使变压器额定运行时主磁通φ运行于如图2.1(b)中的线性区端点A 点。
隔直装置在直流偏磁治理中的应用研究
隔直装置在直流偏磁治理中的应用研究陶旭峰;黄林柯;徐志奇;焦国杰;李毅平【摘要】特高压直流输电采用单极—大地模式运行时,流经交流变压器的直流电流会使交流变压器发生直流偏磁.通过分析直流回路的流通路径及电流参数,选择合适的抑制方法,可以有效地解决直流偏磁问题.以酒泉—湖南±800 kV特高压直流输电工程酒泉换流站为背景,首先对其周边交流变电站的直流偏磁产生过程及其影响进行分析,然后结合实际测试,对直流偏磁影响情况进行分析,最后对直流偏磁的治理方法进行分析研究.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2019(049)007【总页数】4页(P82-85)【关键词】特高压直流输电;直流偏磁;隔直装置【作者】陶旭峰;黄林柯;徐志奇;焦国杰;李毅平【作者单位】国网甘肃省电力公司经济技术研究院,甘肃兰州 730050;国网甘肃省电力公司经济技术研究院,甘肃兰州 730050;国网甘肃省电力公司经济技术研究院,甘肃兰州 730050;国网甘肃省电力公司经济技术研究院,甘肃兰州 730050;国网甘肃省电力公司经济技术研究院,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TM774特高压直流输电具有输送容量大、输送距离远、占地走廊小、线路损耗低、环境污染小等突出优点，近年来得到了大力发展。
特高压直流输电对于解决我国东西部能源分布不均、能源消费不均衡等问题具有重要意义。
酒泉—湖南±800 kV特高压直流输电工程起点位于甘肃省酒泉市，终点位于湖南省湘潭市，是我国首个新能源打捆外送的特高压直流工程，对于解决西北地区新能源外送，解决我国能源分布与消费需求不均衡，落实国家大气污染防治行动计划，缓解中东部地区大气污染防治压力具有重要战略意义，该工程已于2017年6月份正式带电投运。
在酒泉换流站工程投运前带电调试阶段，当采用单极—大地回路方式运行时，在运行电流加至800 A左右，换流站接地极周边的多个交流变电站的变压器出现了发热严重、运行噪声变大和电压电流畸变等问题，通过相关部门测试分析发现，有大量的直流电流流入中性点接地的变压器铁心中，导致交流变压器发生直流偏磁。
一种电力变压器直流偏磁的在线监测与隔离装置
（19）中华人民共和国国家知识产权局（12）实用新型专利（10）申请公布号CN203631282U（43）申请公布日 2014.06.04（21）申请号CN201320838601.0（22）申请日2013.12.19（71）申请人国家电网公司;国网新疆电力公司电力科学研究院;安徽正广电电力技术有限公司地址100031 北京市西长安街86号（72）发明人于永军;祁晓笑;焦春雷;刘勇;茅东;侯志远;王亮（74）专利代理机构代理人（51）Int.CI权利要求说明书说明书幅图（54）发明名称一种电力变压器直流偏磁的在线监测与隔离装置（57）摘要本实用新型涉及一种电力变压器直流偏磁的在线监测与隔离装置，包括隔离装置、偏磁在线监测装置；所述隔离装置包括隔直电容器C、与隔直电容器C并联的限压保护器FR、交流电流互感器Ta、交直流电流变送器Tb以及旁路开关K；所述偏磁在线监测装置包括旁路开关控制器Kz1、数字监控装置Kz2、与数字监控装置Kz2输出端连接的通信终端WL以及分别与旁路开关控制器Kz1、数字监控装置Kz2连接的隔离变压器GT。
本实用新型降低了隔直电容器C的电压等级，提高了装置的可靠性和抗短路冲击能力，最大抗短路冲击电流可达125kA，可用在高压、超高压乃至特高压大型或巨型变压器的中性点接地回路中；有效地降低了变压器的噪音，抑制其温度的升高。
法律状态法律状态公告日法律状态信息法律状态2014-06-04授权授权权利要求说明书一种电力变压器直流偏磁的在线监测与隔离装置的权利要求说明书内容是....请下载后查看说明书一种电力变压器直流偏磁的在线监测与隔离装置的说明书内容是....请下载后查看。
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变压器中性点直流电流消除装置
一、概述
我国2/3以上的水利资源分布在西南地区，2/3左右的煤炭资源集中在内蒙古和山西，利用这些能源发电送到华东、华南沿海等经济发达地区需要长距离输电。
采用直流输电技术进行长距离输电，可以提高电力系统运行的经济性、稳定性和调度的灵活性，具有广阔的发展前景。
直流输电技术在我国已经取得了迅速的发展。
高压直流输电系统有双极运行和单极大地返回运行2种运行方式，通过对直流输电系统换流站附近变压器的跟踪检测，发现当直流输电系统采用单极大地返回运行方式时，其换流站附近中性点接地变压器会出现噪声和振动异常增大的情况。
进一步检测发现，直流输电系统以单极大地返回方式输送功率时，变压器中性点检测到的直流分量随直流输送功率的增加而升高，噪声和振动也随着直流分量的升高而增大。
从理论上分析，直流输电系统在单极大地返回运行方式下，大地相当于直流输电的一根导线，流通的电流为直流输电系统的运行电流，这将引起换流站附近地表电位发生较大的变化，使周边中性点接地变压器在中性点产生直流分量，从而引起变压器发生直流偏磁。
从贵广、天广和三常三个直流工程看来，在设计时都考虑了直流单极大地回路运行可能对接地极附近变压器带来的影响，但低估了这种影响。
这可能是在接地极对周围影响和现代大型变压器对中性点直流承受能力的评估两方面存在不足。
在针对运行后带来的严重影响，设计中也没有提出详细的措施来应对这种不利的情况。
随着西电东送政策的贯彻，随着高压直流输电（HVDC）技术在中国电网愈来愈多的运用，这个问题也显得更加迫切和重要。
变压器中性点直流电流消除装置正是用于治理直流电流对交流电网影响，其主要原理是采用在变压器中性点串接电容器组的方式消除从变压器中性点流入交流电网的直流电流。
装置采用智能化控制，在有直流电流时自动进入消直流工作状态，在直流电流小于限值时进入金属接地状态，在系统出现故障时装置恢复金属接地并能耐受系统短路电流冲击。
装置带有后台监控系统，可以远方监测
控制装置运行状态。
二、产品介绍
1、原理（主电路）、功能
变压器中性点直流电流消除装置由电容器、机械旁路开关和快速旁路回路三者并联而成，接于变压器中性点和地之间。
在没有直流电流流经变压器中性点时，机械旁路开关为合上位置。
当检测到流经变压器中性点的直流电流超过限值时，机械旁路开关转为断开位置，使电容器投入，起到消除直流电流的作用。
一旦检测到流经变压器中性点的交流电流超过限值或者电容器组两端电压超限时，装置控制器即判断为交流电网发生不对称短路故障，技术及商务联系人：付磊联系电话：159/2041/6043
晶闸管立即触发导通，同时机械旁路开关转为合上位置，保证变压器中性点可靠接地。
原理图
2、型号及含义
GLDCED□/□
Voltage degree电压等级
110KV；220KV；500KV
Design code设计代号
1；2；3等
Type设备类型：
GLDCED：变压器中性点直流电流消除装置
3、正常工作条件
运行环境温度：户内，－15℃～+45℃
空气相对湿度：不超过85%，变化率不超过5% /h，且不得出现凝露。
高度：海拔1000m以下。
安装场所：无火灾、爆炸危险，无导电尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。
地面倾斜度：不大于3o。
抗震能力：8级烈度。
4、主要技术参数
电容器组额定工频容抗：0.5Ω~0.1Ω
可承受的交流故障电流：≥49k A (rms)/ 300ms，≥38k A (rms) / 4s
控制方式：就地/远方，自动/手动
5、产品结构外形
产品采用户外安装方式，进出线方式为下进下出。
整个装置由空心电抗器、电容器、真空断路器、整流桥、晶闸管、直流PT、直流CT、交流CT、控制箱、箱体构成，结构紧凑牢固，外形简约美观。
外观图
6、监控系统
装置配有后台监控系统，可以实时显示和记录直流电流、直流电压、交流电流及开关状态等信息，形成报表。
后台监控与装置采用光纤通信，后台监控提供远程登录功能。
监控系统
后台监控界面
7、产品特点
耐大电流冲击能力强，装置可以可承受超过30kA 以上4秒的故障电流冲击和40kA以上300毫秒的故障电流冲击。
响应时间快，采用先进的快速旁路回路、硬件快速触发，拥有微秒级的响应速度，使变压器能够快速恢复金属接地。
功能完善，采用成熟可靠智能控制器，可以实时监测系统的电压、电流等信号，功能接口完善，可以选择手动/自动、就地/远程控制模式。
安全可靠，系统采用冗余设计，抗干扰设计，严格规范的材料选型，安全可靠性高。
对系统友好，不产生谐波，不影响继电保护系统正常工作。
结构紧凑牢固，外形简约美观。
三、检测报告
装置通过了委托广东质检院进行的各项实验，包括功能实验以及大电流冲击实验，冲击电流达49kA以上。
报告如下（摘录）。
四、相关证书
产品先后取得4项实用新型专利成果。