(江苏省电力公司，江苏 南京 210036)
自2002年12月至2004年4月，三峡500 kV直流输电(湖北龙泉-江苏政平)开始单极对地的调试和试运行以来，常州武南两组500 kV主变压器均出现噪声大幅度上升(上升20 dB)和政平换流站滤波器切换试验造成武南变电所故障录波器多次启动等问题。为此从直流对变压器、电网谐波、继电保护装置和变电所接地网腐蚀影响，以及限制变压器直流偏磁的措施等方面进行了试验研究。现在试验研究已结束，有关成果对于顺利接受三峡来电并确保江苏电网和常州武南变电所的安全运行有重要意义。
(1) 2003年4月至5月，结合三峡龙政直流输电系统的大负荷试验，分别在500 kV武南和220 kV常州鬲湖等10多个变电站以及利港和谏壁电厂对主变压器的中性点电流、噪声和谐波等参数进行了测试。在直流输电1 540 MW，地中电流3 320 A的大方式下，500 kV武南变影响最大，500 kV主变压器的中性点直流电流最大为10.4 A，噪声最高达91.4 dB。
(2) 由于变压器中性点的直流电流，形成变压器的直流偏磁，变压器励磁电流急剧增加，引起磁回路发生过热和噪声及振动增大。武南主变压器在直流偏磁电流为4.27 A时，铁心拉板温升为20℃，不会给变压器带来实质危害。
(3) 变压器100%额定负荷和最大直流偏磁(4.27 A)下，变压器最高绕组热点温升为80.5 K，超过允许值(78 K)2.5 K，同样不会给变压器绝缘的寿命带来实质性的影响。
(4) 在直流偏磁作用下，武南主变压器噪声大幅度上升，最大的测点，噪声上升21.1 dB。在直流偏磁下的变压器噪声超过了变压器的噪声合同值(85 dB)，其对应的振动加剧。直流偏磁引起的高振动带来的问题，远比温升和噪声问题严重，可能引起变压器内有关部件的松动，进而威胁变压器的安全运行。其中一相变压器在持续14天的直流偏磁运行后，油中出现微量乙炔，应缩短油色谱的检测周期。
(5) 直流偏磁下，变压器噪声的频谱也具有特点，出现明显的奇次波噪声。频谱出现明显的奇次波噪声，是变压器受到直流偏磁的重要特征之一。
(6) 直流偏磁对各种类型变压器的影响不同，主要以变压器铁心型式而异。变压器中性点的直流电流对各相绕组是均匀分配的，凡是零序磁通能流经铁心回路的变压器型式，受直流偏磁的影响都比较大。
(7) 直流输电单极对地运行和直流换流站切换滤波器时，引起电网谐波大幅度上升，以后者更显著。
(8) 将直流换流站滤波器切换时的波形进行回放，以该电流、电压波形数据文件通过OMICRON试验装置还原为模拟量信号注入到ABB公司的REL561和GE公司的ALPS线路保护装置，未导致保护装置误动。
(9) 三相故障时，叠加了谐波，保护范围将扩大约8.5%，但保护装置的动作行为仍正确。这个问题若在保护整定时加以注意，应不会造成系统内保护的不正确动作。
(10) 三峡直流输电单极对地运行时，地中直流电流加速地网的腐蚀。经实测和计算，武南变电所地网边缘接地体的电流密度比其他部位的最小电流密度高约一倍，差别不大。按照武南变电所平均每年1个月的地中电流为40 A计算，50年中的腐蚀量约1 500 kg，仅为地网接地体总量的3%，腐蚀不严重，可以接受。
(11) 在主变压器中性线上，安装中性点直流监测设备，通过监视变电所主变中性点直流电流的情况，监测到直流输电、太阳磁暴等因素对主变中性点直流电流的影响情况，以便采取相应的措施。该装置主要采用穿心式霍尔电流互感器安装在主变压器中性线，适于电网和用户对高压变压器中性点直流电流进行监测。
(12) 从原理上，限流的可能方案为中性点注入反向直流电流、中性点串限流电阻、中性点串电容器和改变系统的直流电流分布等措施。其中变压器中性点注入反向直流电流的方法，经现场4.3 A的实际抵消试验，表明该方法原理正确，效果明显，实施简单安全。
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