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摘要：变压器在整个供电系统中所扮演的角色是极为重要的，尤其在高压输电过程中，变压器的存在可以最大程度的降低电能损耗，这对于供电过程的顺利推进有着极为重要的意义。本文对变压器直流偏磁影响因素进行研究。
关键词：变压器；直流偏磁；影响因素
直流偏磁现象属于变压器的一种不正常工作状态，即在变压器励磁电流中出现了直流分量，且同时发生半波饱和，直流偏磁会使得励磁电流的谐波分量增加，而且出现大量偶次谐波。这将导致变压器温升增加，噪声加剧，同时使得绕组电磁力增大，振动明显。此外，直流偏磁对继保设备、电容器组、电流互感器等设备的正常运行也有不同程度的影响
1变压器的直流偏磁机理
流入变压器绕组直流会使铁芯磁场出现不对称曲线，更显著问题是直流偏磁的出现。这时系统内的主变压器噪音会变大，而激磁电流内产生大量谐波，且变压器的无功损耗会增加，使系统的无功补偿装置发生过载现象，或是线路的电压降低。谐波进入电力系统中，从而导致异常的电压波形出现，以及该滤波器将过载，保护误动作。
使用变压器中性点接地的方法进行高压直流输电，中性点接地的方法是可通过该方法将单极大电流返回大地，实现单极工作。基于该直流接地极接地，接地电阻会导致各变电站系统之间产生压差。例如两个分站之间具有电位差，要求系统内各变压器必须承担的电位差变化的影响。中性点的交流系统运行过程中，系统大型并联变压器因为电位差可能产生直流电流，从而形成主变压器的直流偏磁，对变压器带来一定的影响。
2直流偏磁产生的原因
直流输电系统以输送距离长，输送容量大及损耗小等特点在中国得到越来越多的应用。当直流输电系统在调试检修期间或发生故障时，将会以单极大地的方式运行。这时，大地作为回流电路，可能会有高达数千安的直流电流流过。直流接地极附近的电场分布由于流过直流电流而大大增加，接地极附近出现较高的地表电势。随着距离的增大，地表电势逐渐降低。由于不同地点间的地表电势不同，在这一地区的交流电网中，将会有直流电流从接地的中性点流入变压器再通过输电线路流向远方。变压器绕组流过的直流电流导致运行中的变压器产生直流偏磁，给变压器本身和交流电网的安全运行造成不良影响。
3直流偏磁对变压器影响分析
3.1直流偏磁现象的存在会使得变压器噪声增大
到当变压器出线偏磁现象后，整个变压器铁芯磁通会以饱和的状态所存在，这会在一定程度上使得变压器在运行过程中所产生的谐波分量得以增加，谐波分量的增加会使得磁滞伸缩以加剧的状态所存在，这是导致变压器噪声增大的最主要的原因之一。
3.2直流偏磁现象的存在会增加变压器的损耗
当变压器出现直流偏磁现象后，会使得整个变压器励磁电流以大幅增加的状态所存在，并会导致变压器励磁电流饱和程度进一步增加，这将会直接导致变压器绕组、铁心、油箱涡流损耗程度的提升，涡流损耗的增加不仅会对变压器的性能造成影响，还有可能使得变压器顶层油温升高，并致使局部过热状况的产生，这对于变压器寿命的维持有着极大的影响。
3.3直流偏磁现象的存在会使得变压器的振动变大
直流偏磁的存在会是的变压器在运行过程中所需要的励磁电流产生畸变，这种畸变现象将会直接致使漏磁通的增加，漏磁通的多少是决定绕组电动力的重要因素，换而言之漏磁通的增加将会致使绕组电动力以增加的状态所存在，这是致使变压器振动加剧的重要原因。
3.4导致系统电压波形畸变
当变压器发生直流偏磁时，直流偏磁能使变压器变成交流电源系统的谐波源，该系统将引起电压波形畸变，有可能引起的问题有：继电保护误动作，滤波器过载，操作过电压等等。直流偏磁对输电系统也会引起负面影响，如流过变压器的直流电流导致电流的增加，增加了变压器无功功率损耗，因此，可能导致系统的电压降低。
4变压器直流偏磁的抑制措施
4.1反向注入电流法
对于反向注入电流法，有以下两种形式：
第一，将某一直流电源中入变压器的中性点，根据检测到的流入变压器中性点的直流电流值，对直流电源的电压进行动态调整，从而能够实时对变压器提供反向的直流电流。对于串入变压器中性点的直流电压源，应该能够保证数百伏的电压，而且对于不同运行状态下的绝缘要求，也应该能够满足。此电压源装置使用起来非常灵活，而且对于流入变压器中性点的直流电流大小，可以对注入的不同的反向直流电流进行动态的选择。但是缺点是这种电压源装置比较复杂，而且比较昂贵，此外，还需要对系统的可行性进行检验。
第二，将消磁线圈设置在关键变压器内，通过对消磁线圈绕组中流过的直流电流值进行实时的调整，从而产生一定的直流磁势，进而对变压器中直流电流产生的直流磁势所造成的影响加以抵消或削弱，这种方法需要配合相关设备各厂家，在实际应用中难度较大。
4.2交流线路上串联电容器
根据电容器“隔直通交”的特性，在交流线路上安装电容器可以切断直流电流的流通路径，达到抑制变压器直流偏磁的目的。
在交流线路上串联电容器能够彻底的消除流经此条线路相连变压器绕组中的直流电流。然而由于串联电容器设备昂贵，且安装在高压线上，造价很高。考虑到系统单相对地短路时，线路上将通过非常大的零序短路电流，对电容器的性能具有很高的要求。有自耦变压器存在的系统，由于自耦变压器的原、副边存在电气连接关系，就仅在一个电压等级的输电线路上装设串联电容，会使直流电流通过自耦变压器流到另一个电压等级的线路，导致相邻系统的变压器中流过直流分量，产生直流偏磁，危害系统安全。所以应该在与自耦变压器相连的所有出线上装设串联电容器，能有效地抑制和消除流过相关变压器中性点的直流电流。
4.3变压器中性点串联电容器
变压器中性点串联电容器也是利用电容器“隔直通交”的特性对直流电流进行阻隔，从而达到抑制直流偏磁的目的。
变压器中性点串联电容器也能够彻底的消除流经变压器绕组中的直流电流。由于电容器安装在中性线而非高压线路，因此安装运行维护相对方便，造价相对较低。但是当主变高压侧发生单相接地故障等情况下，主变中性点会流过很大的电流，并会在变压器中性点产生幅值很高的暂态电压。当未安装旁路装置时，为避免产生的暂态电压击穿电容，安装的电容需要有较大的容量，占用空间也很大，费用昂贵，对变压器中性点绝缘有不利的影响。因此实际应用中都附加旁路保护装置以避免变压器中性点发生过电压事故，同时又能保证故障时的可靠接地。
4.4变压器中性点串联小电阻接地
存在直流电位差的两个变电站，当变压器中性点串联小电阻接地时，直流电流更多经过大地通路流过，流过变压器直流电流减小。但该方法只能减小直流电流，无法隔断所有直流电流；中性点电阻的串入改变了系统零序阻抗，继电保护的相关整定值需要重新计算；同时如果系统运行方式改变，电阻值需要重新选择。
结束语：
直流偏磁对于变压器的正常运行所具有的影响是非常明显的，相关人员必须加强对其的重视，积极的采取措施对直流偏磁进行抑制，在对变压器直流偏磁现象进行抑制的过程中，相关人员必须对产生直流偏磁的原因进行分析，进而可以有针对性的采取措施，这对于直流偏磁抑制有效率的保证极为重要。
参考文献：
[1]换流变压器直流偏磁的试验研究[J].李靖宇.变压器，2015，42
[2]变压器直流偏磁抑制装置的研制[D].王帅.华北电力大学（北京）2016
[3]变压器直流偏磁现象研究[D].张师赫.西安科技大学2015