2023年4月电工技术学报Vol.38No.8第38卷第8期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYApr.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220140换流变压器直流偏磁对油箱涡流损耗的影响黄天超王泽忠李宇妍（华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206）摘要换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗会大幅增加，导致变压器温度升高，威胁其安全稳定运行，因此快速评估直流偏磁下油箱涡流损耗的大小就显得十分必要。该文首先分析了换流变压器在额定和空载直流偏磁状态下油箱表面漏磁场的分布特点。再结合实际换流变压器非线性负载电流和励磁电流波形，得到了不同换流器触发角和直流电流下油箱涡流损耗的变化规律。并在IEC/IEEE60076-57-129标准的基础上，给出了换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗的计算公式。针对一台800kV单相四柱式换流变压器，利用场路耦合法进行油箱涡流损耗有限元计算。通过对损耗仿真数值以及油箱表面磁通密度和涡流损耗分布的分析，验证了理论分析的正确性，并获得了不同工况下，计算公式中的损耗占比值。利用不同属性的线性负载替代换流器触发角的变化，对两台单相四柱式380V交流变压器进行了直流偏磁实验，进一步验证了理论分析的正确性。关键词：直流偏磁换流变压器换流器触发角油箱涡流损耗中图分类号：TM410引言变压器油箱由于表面积大和磁导率高等特点，其损耗很大，是结构件损耗的主要组成部分[1]。不同于交流变压器，换流变压器负载电流中含有大量谐波成分[2-3]，更容易引起热点温升，威胁其安全稳定运行[4-6]。在地磁暴等极端条件下，换流变压器绕组中会流过直流电流。由直流引起的铁心漏磁会大幅增加油箱内表面的磁场分量[7-8]，另外正常工作时负载电流在油箱内表面产生的磁场分量，两者相互作用，使得换流变压器直流偏磁状态下，油箱涡流损耗的分析与计算成为一个难点。针对换流变压器负载电流的特殊性，目前对不同谐波含量与对应的结构件杂散损耗之间的关系已开展了大量的研究工作。文献[9]在假设结构件材料为线性磁化特性的基础上，推导了损耗与频率的关系，其认为结构件损耗与频率的1.5次方成正比。文献[10-11]将换流变压器负载损耗实验数据与不同参数下公式计算的损耗曲线进行拟合，得到了频率指数的最优解分别为0.9和1.4。为了更加精准地获取换流变压器不同结构件杂散损耗与频率的关系，文献[12-13]基于Problem21系列基准模型，以实验的形式分别研究了换流变压器油箱、夹件和拉板的谐波损耗的...
