如何计算电力变压器的损耗及温升
如何计算电力变压器的损耗及温升
沈阳工程学院电力学院、地磁感应电流引起的直流偏磁会对电网的稳定运行产生不良影响，其中单相变压器、三相五柱电力变压器受到最严重的影响。 质量投射(coronalmassejection，CME)是指等离子体和磁场突然从冠状病毒大量喷出。喷发的方向朝向地球时，大量的高能带电粒子和地磁发生作用，引起地球的磁暴现象。带电粒子形成的电喷，在变化的地球磁场作用下，在地球表面每公里诱发数十伏特，持续时间为数分钟至数小时的地表电位(earthsurfacepotential，ESP)。
当该电位作用于电力系统时，系统的长距离输电线路将产生地磁感应电流(geomagneticallyinducedcurrent，GIC))，其峰值可达到数百安培，该电流变化频率远远低于1Hz，处于准直流状态研究表明，GIC流入中性点接地的大型电力变压器后，变压器铁芯在工作频率的每半个周期都会发生严重的磁饱和现象，对变压器造成严重的有害影响，甚至危及电力系统的安全运行。
GIC对变压器影响的研究一直受到电网运营商、设备制造商和学术界的重视。常规有限元分析认为材料属性是线性的，激发和响应都是正弦信号。针对地磁感应电流问题，需要考虑铁芯半周期饱和及非对称磁化电流引起的饱和，常规有限元分析难以满足工程应用
传统的分析方法难以模拟地磁感应电流直流偏磁引起的变压器饱和特性的变化。研究人员从工程应用的角度，找出了GIC影响条件下变压器磁化电流、损耗及温升的可行性计算方法，重点为GIC影响地区的电力变压器提供设计参考。
研究人员将有限元与PSCAD重叠计算，研究地磁感应电流影响下电力变压器运行特性的变化，首先基于有限元研究变压器铁芯在饱和运行条件下的励磁特性计算方法，基于变压器铁芯的饱和特性曲线建立了PSCAD地磁感应电流影响下的磁化电流仿真模型，最终基于PSCAD和三维涡流场耦合分析，提出了地磁感应电流影响下的变压器损耗和温升计算方法。然后得出以下结论。以上研究成果已发表在2020年第一期《电气技术》杂志上，论文标题为《大地直流偏磁影响下的电力变压器损耗与温升计算研究》。