直流輸電中換流變壓器執行特性解析

作者：李文金磊

**：《科技創新與應用》2023年第21期

摘要：對於高壓直流輸電系統，換流變壓器的作用是連線交、直流側電網，但其卻常因執行環境惡劣而頻發故障。其中，換流變壓器故障是指繼電保護裝置常由變壓器主絕緣缺陷引起的勵磁電流畸變、區域性放電所致，其在任一情況下都會危及直流輸電系統執行的安全穩定性。

據此，文章作者主要**直流輸電中換流變壓器的執行特性。

關鍵詞：直流輸電系統；換流變壓器；執行特性

中圖分類號：tm406 文獻標誌碼：a 文章編號：2095-2945（2017）21-0039-02

引言換流變壓器作為高壓直流輸電系統最為關鍵的裝置，其執行環境非常惡劣，從而嚴重制約了我國電網建設質量的提高。為了深入**直流輸電中換流變壓器的執行特性，作者以xx市直流輸電系統為例展開討論。自初次投入執行至今，該直流輸電系統中的換流變壓器頻發執行故障，究其原因包括：

一是換流變壓器的主絕緣在結構上存在設計缺陷；二是直流偏、勵磁湧流干擾引起磁電流畸變，繼而使繼電保護裝置出現誤動。據此，作者通過分析換流變壓器執行特性，可確定變壓器的薄弱點，並制定出科學的改進方案，從而保障了直流輸電系統執行的穩定性。

1 換流變壓器繞組端的電場分析

在本章節，作者選用electnet有限元**軟體，對換流變壓器繞組端的線性、非線性電場進行**分析，即：

1.1 線性電場分析

以一台±400kv換流變壓器為例，並在不考慮端部出出線影響的情況下，建立圖1所示的換流變壓器端部絕緣模型。

備註：ab-上鐵軛邊界；ad-鐵心柱邊界；bc-旁軛邊界；t、n、v-雙調壓、網側、閥側繞組與其靜電環

圖1 換流變壓器端部絕緣模型

依據實測值，通過實體正圓弧拉伸模型來新增曲率半徑，同時鑑於換流變壓器採用的是軸對稱結構，則二維電場**結果與實際基本相符。按材料邊沿增密25%、曲線最大剖分角10°及最大尺寸2mm的標準有限元剖分得到52.5531萬個三角形單元，並在其內線性插值。

換流變壓器絕緣結構的強度常表徵為絕緣裕度，即其為許用場強與最大場強的比值。根據換流變壓器端部絕緣模型，分別在n、v處施加電壓。