换流变压器损耗现场测试影响因素及仿真研究

　　研究背景

　　由于高压直流输电具有输送容量大，线路造价低，传输距离不受限制等优点，能够很好地满足我国电力发展需求，使得西电东送，全国联网等成为可能。换流变压器是直流输电系统中连接直流侧与交流侧的核心设备。随着特高压直流输电的不断发展，电压等级和容量的不断提高，换流变压器运行过程中的谐波和漏磁场不断增加，其谐波损耗问题越来越受到关注。针对大型换流变压器运输成本过大的问题，为了节约能源，国家电网公司提出了“现场组装，现场试验”的要求。由于试验现场条件限制，存在较大谐波和电磁干扰，对换流变压器空载损耗和负载损耗的测量产生了一定的影响，因此需要对换流变压器现场损耗测量的影响因素进行分析，并重新进行损耗计算。

　　重点内容

　　本文首先对换流变压器谐波损耗理论计算方法进行梳理归纳，对比了不同计算方法的优缺点，最终选定一种方法作为本文计算换流变压器谐波损耗的依据。接下来针对±800kV换流变压器，对换流变压器现场测试的空载损耗和负载损耗的影响因素进行了探究，重点分析了谐波电压（电流）畸变率和谐波次数对于损耗的影响；在此基础上，提出了适用于换流变压器现场测试的谐波损耗新模型，并将利用含附加电阻的换流变压器谐波等值电路和常规变压器等值电路计算损耗的数据与实测数据进行对比，验证了新模型的合理性，对于换流变压器的现场试验具有重要的工程意义，为其提供了一定的理论分析依据。

　　图1换流变压器空载试验仿真线路图

　　图2换流变压器负载试验仿真线路图

　　表1两种方法谐波损耗计算相对误差

　　结论

　　本文得到的结论主要有：

　　1、IEC给出的谐波损耗计算方法是在大电流、低频条件下完成，操作简单，准确度高，是本文换流变压器谐波损耗计算的理论基础。

　　2、对于换流变压器的空载损耗，谐波次数和谐波电压畸变率均使得空载损耗下降，但下降幅度较小，其中，5、7次谐波对空载损耗的影响最大，谐波电压畸变率<0.2时对空载损耗影响不大。

　　3、对于换流变压器的负载损耗，谐波次数和谐波电流畸变率均使得负载损耗增加，而且增加幅度较大，谐波电流畸变率<0.2时对负载损耗影响不大，并且谐波次数和畸变率对负载损耗的影响远大于2者对空载损耗的影响。

　　4、通过对比常见变压器谐波等效电路与IEC的谐波损耗计算结果，提出了含附加电阻的换流变压器谐波等值电路，该等值电路更适用于换流变压器现场试验损耗的测量，具有一定的合理性。

　　后续研究内容

　　对于下一步工作，计划在换流变压器谐波损耗新模型的基础上，提出现场损耗测量的校正方法，并进行换流变压器实际现场损耗测量，验证校正方法的适用性。

　　原标题:周远翔 等：换流变压器损耗现场测试影响因素及仿真研究