處于直流偏磁狀態(tài)的變壓器，在交、直流磁通共同作用下，鐵芯會(huì)出現(xiàn)半周飽和，勵(lì)磁電流呈現(xiàn)正負(fù)半波不對(duì)稱的形狀。直流偏磁可導(dǎo)致變壓器無功損耗增加、保護(hù)繼電器誤動(dòng)作，還使鐵芯漏磁增力口，引起金屬構(gòu)件過熱，而局部過熱將造成紙絕緣老化并使變壓器油分解，進(jìn)而影響變壓器的工作壽命。直流偏磁亦導(dǎo)致磁致伸縮加劇，使得變壓器的振動(dòng)和噪聲顯著加劇，嚴(yán)重時(shí)可損壞變壓器等設(shè)備。

　　當(dāng)前對(duì)直流偏磁現(xiàn)象的研究主要集中于：直流偏磁條件下變壓器勵(lì)磁電流的諧波分析，變壓器鐵磁材料磁化特性的測(cè)試分析，。同時(shí)給出了直流偏磁時(shí)變壓器的勵(lì)磁電流畸變情況，實(shí)線與虛線分別對(duì)應(yīng)無直流偏磁及有直流偏磁時(shí)的勵(lì)磁電流和勵(lì)磁磁通，等效勵(lì)磁電感在鐵芯未飽和、飽和時(shí)分別為L(zhǎng)m1、Lm2，對(duì)應(yīng)曲線的斜率為々1、々2，忍、，分別為膝點(diǎn)M對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流、勵(lì)磁磁通。

　　中，令變壓器輸入電壓M1二，其中、l/d.分別為交流電壓源、直流電壓源。則的等效電路模型，可得描述變壓器傳變特性的基本方程式為設(shè)在交流電壓?jiǎn)为?dú)作用下=sin（W+a），鐵芯未飽和時(shí)勵(lì)磁電流、mn=i+VinmSina，則直流偏磁時(shí)變壓器的總勵(lì)磁電流、m1= + V2mnSincot.設(shè)、m1>s時(shí)鐵芯飽和，則等號(hào)成立時(shí)可得鐵芯半周飽和時(shí)的起始角度為2.1基于變壓器電壓調(diào)整率的判據(jù)變壓器額定電壓調(diào)整率是變壓器的一個(gè)重要性能指標(biāo)，是指保持次側(cè)電壓為額定、負(fù)載功率因數(shù)為定值，從空載到額定負(fù)載時(shí)變壓器二次側(cè)電壓變化的百分?jǐn)?shù)。為保證供電質(zhì)量，通常對(duì)其設(shè)定一個(gè)比較高限值，可分析不同偏磁電流作用下的電壓調(diào)整率，進(jìn)而確定滿足比較大電壓調(diào)整率要求的偏磁電流，即變壓器允許的比較大偏磁電流。

　　因變壓器勵(lì)磁電感遠(yuǎn)大于一次側(cè)漏感，且一次側(cè)繞組電阻非常小，故可認(rèn)為變壓器空載電壓近似等于輸入電壓。

　　表1不同偏磁電流時(shí)變壓器的電壓調(diào)整率偏磁系數(shù)電壓調(diào)整率/%偏磁系數(shù)電壓調(diào)整率/%08.470.0005898000018.570.降低；或者說，當(dāng)限定電壓調(diào)整率時(shí)；變壓器允許lishi為吞洲犄時(shí)I，與飽和系數(shù)被、神外對(duì)應(yīng)的t2設(shè)定了=6.9%，由可得偏磁系數(shù)比較大值為0.0003，對(duì)應(yīng)的比較大偏磁電流為0.給出了電壓偶次諧波與偏磁系數(shù)間的關(guān)系曲線。由圖可知，變壓器輸出電壓偶次諧波中2次諧波電壓的含量比較高，故可通過給定的2次諧波含量來確定允許的偏磁系數(shù)，進(jìn)而評(píng)估變壓器承受直流偏磁的能力。若2次諧波含量限值為6%，則可得變壓器承受的比較大偏磁直流為0. 15A；若限定值為6.1%，可得比較大偏磁直流為0.44A.對(duì)于系統(tǒng)電能質(zhì)量，應(yīng)同時(shí)滿足電壓總諧波畸變率以及各次諧波含量要求，故變壓器所能承受的比較大偏磁直流應(yīng)在滿足所有條件下取比較小值。如限6.9%和HrU2<6%，則變壓器允許的比較大偏磁直流應(yīng)為min0.同理，若同時(shí)計(jì)及前述的電壓調(diào)整率與電壓諧波畸變率兩項(xiàng)電能質(zhì)量要求，則可分別求出對(duì)應(yīng)的比較大偏磁電流，然后取其較小值作為變壓器承受直流偏磁能力的指標(biāo)。

　　3影響變壓器承受直流偏磁能力的因素變壓器允許通過的比較大直流電流與變壓器的結(jié)構(gòu)有關(guān)，對(duì)于給定變壓器，鐵芯飽和系數(shù)及負(fù)載性質(zhì)亦會(huì)影響其承受直流偏磁的能力，討論如下。

　　3.1變壓器鐵芯飽和系數(shù)變壓器的輸出電壓與等效勵(lì)磁電感有關(guān)，為便于表述，這里定義Ks=Lm1/Lm2為飽和系數(shù)，顯然，Ks越大，鐵芯越容易飽和。倘變壓器的額定飽和系數(shù)為2000，則在飽和系數(shù)分別變?yōu)?000和400時(shí)（功率因數(shù)為0.9），計(jì)算得到變壓器的輸出電壓調(diào)整率見表2.由表2可見，當(dāng)偏磁系數(shù)為0. 0005，飽和系數(shù)由1000降為400時(shí)，則電壓調(diào)整率由9.07%降為6.28%.比較表1和表2可知，當(dāng)變壓器的偏磁電流一定時(shí)，隨鐵芯飽和系數(shù)的降低，則電壓調(diào)整率也表2不同飽和系數(shù)時(shí)變壓器的電壓調(diào)整率Tab.2Voltageregulationrateofthe偏磁系數(shù)電壓調(diào)整率/%偏磁系數(shù)電壓調(diào)整率/%過的偏磁電流可提高。

　　變壓器輸出電壓基波分量與偏磁系數(shù)的關(guān)系曲線如所示。當(dāng)偏磁系數(shù)為0. 0004時(shí)，電壓總諧波畸變率分別為6.92%、6.61%、4.58%，可見偏磁系數(shù)一定時(shí)，變壓器輸出電壓隨鐵芯飽和系數(shù)降低而增大。

　　給出了不同飽和系數(shù)時(shí)變壓器輸出電壓的2次諧波含量隨偏磁系數(shù)的變化曲線。當(dāng)偏磁系數(shù)整率為1.30%；偏磁電壓為9、18、27V時(shí)，電壓調(diào)嚴(yán)h整率分別為-801-821%%可知，偏圖次諧波含量分別為6.09%、5.由以上分析知，鐵芯的飽和系數(shù)降低，變壓器輸出電壓調(diào)整率、諧波畸變率以及主要諧波含量均降低，即變壓器允許通過的直流電流可增加。亦即：變壓器承受直流偏磁的能力隨鐵芯飽和系數(shù)的降低而增加。

　　3.2負(fù)荷功率因數(shù)電力系統(tǒng)的負(fù)荷通常為阻感性負(fù)荷，這里給定變壓器所帶負(fù)荷大小不變，而負(fù)荷因數(shù)分別為0.（滯后）和1時(shí)，計(jì)算了變壓器的電壓調(diào)整率見表3. 0002時(shí)，負(fù)荷功率因數(shù)由0.8增加為1，則變壓器電壓調(diào)整率由11.47%降至0.23%.再結(jié)合表1結(jié)果可得，給定變壓器的偏磁系數(shù)，負(fù)荷功率因數(shù)增加，變壓器電壓調(diào)整率降低，即變壓器承受直流偏磁的能力增強(qiáng)。

　　和分別給出了不同負(fù)荷功率因數(shù)時(shí)：電壓總諧波畸變率、2次諧波電壓含量隨偏磁系數(shù)的變化情況。Kd（：=0.0004，cos　　綜上所述，隨負(fù)荷功率因數(shù)增大，變壓器輸出申壓調(diào)整率降低，而電壓總諧波畸變率及主要諧波含量增加。當(dāng)限定電壓調(diào)整率時(shí)，負(fù)荷功率因數(shù)增大：則變壓器允許通過的偏磁直流增大；當(dāng)限定變壓器輸出電壓的總諧波畸變率時(shí)，負(fù)荷功率因數(shù)增大，則變壓器承受直流偏磁的能力降低。

　　4仿真與結(jié)果分析為驗(yàn)證本文上述的分析結(jié)論，這里