換流變壓器損耗現(xiàn)場測試影響因素及仿真研究

　　研究背景

　　由于高壓直流輸電具有輸送容量大，線路造價低，傳輸距離不受限制等優(yōu)點，能夠很好地滿足我國電力發(fā)展需求，使得西電東送，全國聯(lián)網(wǎng)等成為可能。換流變壓器是直流輸電系統(tǒng)中連接直流側與交流側的核心設備。隨著特高壓直流輸電的不斷發(fā)展，電壓等級和容量的不斷提高，換流變壓器運行過程中的諧波和漏磁場不斷增加，其諧波損耗問題越來越受到關注。針對大型換流變壓器運輸成本過大的問題，為了節(jié)約能源，國家電網(wǎng)公司提出了“現(xiàn)場組裝，現(xiàn)場試驗”的要求。由于試驗現(xiàn)場條件限制，存在較大諧波和電磁干擾，對換流變壓器空載損耗和負載損耗的測量產(chǎn)生了一定的影響，因此需要對換流變壓器現(xiàn)場損耗測量的影響因素進行分析，并重新進行損耗計算。

　　重點內容

　　本文首先對換流變壓器諧波損耗理論計算方法進行梳理歸納，對比了不同計算方法的優(yōu)缺點，最終選定一種方法作為本文計算換流變壓器諧波損耗的依據(jù)。接下來針對±800kV換流變壓器，對換流變壓器現(xiàn)場測試的空載損耗和負載損耗的影響因素進行了探究，重點分析了諧波電壓（電流）畸變率和諧波次數(shù)對于損耗的影響；在此基礎上，提出了適用于換流變壓器現(xiàn)場測試的諧波損耗新模型，并將利用含附加電阻的換流變壓器諧波等值電路和常規(guī)變壓器等值電路計算損耗的數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)進行對比，驗證了新模型的合理性，對于換流變壓器的現(xiàn)場試驗具有重要的工程意義，為其提供了一定的理論分析依據(jù)。

　　圖1換流變壓器空載試驗仿真線路圖

　　圖2換流變壓器負載試驗仿真線路圖

　　表1兩種方法諧波損耗計算相對誤差

　　結論

　　本文得到的結論主要有：

　　1、IEC給出的諧波損耗計算方法是在大電流、低頻條件下完成，操作簡單，準確度高，是本文換流變壓器諧波損耗計算的理論基礎。

　　2、對于換流變壓器的空載損耗，諧波次數(shù)和諧波電壓畸變率均使得空載損耗下降，但下降幅度較小，其中，5、7次諧波對空載損耗的影響最大，諧波電壓畸變率<0.2時對空載損耗影響不大。

　　3、對于換流變壓器的負載損耗，諧波次數(shù)和諧波電流畸變率均使得負載損耗增加，而且增加幅度較大，諧波電流畸變率<0.2時對負載損耗影響不大，并且諧波次數(shù)和畸變率對負載損耗的影響遠大于2者對空載損耗的影響。

　　4、通過對比常見變壓器諧波等效電路與IEC的諧波損耗計算結果，提出了含附加電阻的換流變壓器諧波等值電路，該等值電路更適用于換流變壓器現(xiàn)場試驗損耗的測量，具有一定的合理性。

　　后續(xù)研究內容

　　對于下一步工作，計劃在換流變壓器諧波損耗新模型的基礎上，提出現(xiàn)場損耗測量的校正方法，并進行換流變壓器實際現(xiàn)場損耗測量，驗證校正方法的適用性。

　　原標題:周遠翔 等：換流變壓器損耗現(xiàn)場測試影響因素及仿真研究