(江蘇省電力公司，江蘇 南京 210036)
自2002年12月至2004年4月，三峽500 kV直流輸電(湖北龍泉-江蘇政平)開始單極對地的調(diào)試和試運行以來，常州武南兩組500 kV主變壓器均出現(xiàn)噪聲大幅度上升(上升20 dB)和政平換流站濾波器切換試驗造成武南變電所故障錄波器多次啟動等問題。為此從直流對變壓器、電網(wǎng)諧波、繼電保護裝置和變電所接地網(wǎng)腐蝕影響，以及限制變壓器直流偏磁的措施等方面進行了試驗研究。現(xiàn)在試驗研究已結(jié)束，有關(guān)成果對于順利接受三峽來電并確保江蘇電網(wǎng)和常州武南變電所的安全運行有重要意義。
(1) 2003年4月至5月，結(jié)合三峽龍政直流輸電系統(tǒng)的大負荷試驗，分別在500 kV武南和220 kV常州鬲湖等10多個變電站以及利港和諫壁電廠對主變壓器的中性點電流、噪聲和諧波等參數(shù)進行了測試。在直流輸電1 540 MW，地中電流3 320 A的大方式下，500 kV武南變影響最大，500 kV主變壓器的中性點直流電流最大為10.4 A，噪聲最高達91.4 dB。
(2) 由于變壓器中性點的直流電流，形成變壓器的直流偏磁，變壓器勵磁電流急劇增加，引起磁回路發(fā)生過熱和噪聲及振動增大。武南主變壓器在直流偏磁電流為4.27 A時，鐵心拉板溫升為20℃，不會給變壓器帶來實質(zhì)危害。
(3) 變壓器100%額定負荷和最大直流偏磁(4.27 A)下，變壓器最高繞組熱點溫升為80.5 K，超過允許值(78 K)2.5 K，同樣不會給變壓器絕緣的壽命帶來實質(zhì)性的影響。
(4) 在直流偏磁作用下，武南主變壓器噪聲大幅度上升，最大的測點，噪聲上升21.1 dB。在直流偏磁下的變壓器噪聲超過了變壓器的噪聲合同值(85 dB)，其對應(yīng)的振動加劇。直流偏磁引起的高振動帶來的問題，遠比溫升和噪聲問題嚴重，可能引起變壓器內(nèi)有關(guān)部件的松動，進而威脅變壓器的安全運行。其中一相變壓器在持續(xù)14天的直流偏磁運行后，油中出現(xiàn)微量乙炔，應(yīng)縮短油色譜的檢測周期。
(5) 直流偏磁下，變壓器噪聲的頻譜也具有特點，出現(xiàn)明顯的奇次波噪聲。頻譜出現(xiàn)明顯的奇次波噪聲，是變壓器受到直流偏磁的重要特征之一。
(6) 直流偏磁對各種類型變壓器的影響不同，主要以變壓器鐵心型式而異。變壓器中性點的直流電流對各相繞組是均勻分配的，凡是零序磁通能流經(jīng)鐵心回路的變壓器型式，受直流偏磁的影響都比較大。
(7) 直流輸電單極對地運行和直流換流站切換濾波器時，引起電網(wǎng)諧波大幅度上升，以后者更顯著。
(8) 將直流換流站濾波器切換時的波形進行回放，以該電流、電壓波形數(shù)據(jù)文件通過OMICRON試驗裝置還原為模擬量信號注入到ABB公司的REL561和GE公司的ALPS線路保護裝置，未導(dǎo)致保護裝置誤動。
(9) 三相故障時，疊加了諧波，保護范圍將擴大約8.5%，但保護裝置的動作行為仍正確。這個問題若在保護整定時加以注意，應(yīng)不會造成系統(tǒng)內(nèi)保護的不正確動作。
(10) 三峽直流輸電單極對地運行時，地中直流電流加速地網(wǎng)的腐蝕。經(jīng)實測和計算，武南變電所地網(wǎng)邊緣接地體的電流密度比其他部位的最小電流密度高約一倍，差別不大。按照武南變電所平均每年1個月的地中電流為40 A計算，50年中的腐蝕量約1 500 kg，僅為地網(wǎng)接地體總量的3%，腐蝕不嚴重，可以接受。
(11) 在主變壓器中性線上，安裝中性點直流監(jiān)測設(shè)備，通過監(jiān)視變電所主變中性點直流電流的情況，監(jiān)測到直流輸電、太陽磁暴等因素對主變中性點直流電流的影響情況，以便采取相應(yīng)的措施。該裝置主要采用穿心式霍爾電流互感器安裝在主變壓器中性線，適于電網(wǎng)和用戶對高壓變壓器中性點直流電流進行監(jiān)測。
(12) 從原理上，限流的可能方案為中性點注入反向直流電流、中性點串限流電阻、中性點串電容器和改變系統(tǒng)的直流電流分布等措施。其中變壓器中性點注入反向直流電流的方法，經(jīng)現(xiàn)場4.3 A的實際抵消試驗，表明該方法原理正確，效果明顯，實施簡單安全。
