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電力變壓器在電力系統(tǒng)中有著非常重要的作用，不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū)，還能把電壓降低為各級(jí)使用電壓，以滿足用電的需要。因此保證變壓器的安全可靠至關(guān)重要。變壓器在出廠前需要做直流電阻試驗(yàn)，來(lái)檢驗(yàn)變壓器內(nèi)部是否存在斷路、短路等問(wèn)題，而直流電阻試驗(yàn)會(huì)使變壓器產(chǎn)生剩磁。此外，空載變壓器拉閘時(shí)也會(huì)產(chǎn)生剩磁。

變壓器的剩磁會(huì)產(chǎn)生很多危害。當(dāng)有大量剩磁的變壓器投運(yùn)時(shí)，在勵(lì)磁涌流作用下，會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流，引起電壓升高，從而引起重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘，也會(huì)造成變壓器近端的設(shè)備、儀器損壞；大量剩磁會(huì)對(duì)變壓器的相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果造成干擾，也會(huì)產(chǎn)生較多的諧波分量和直流分量，從而降低電網(wǎng)質(zhì)量，還會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的電力電子器件造成危害。

因此需要采用合理的方法來(lái)削弱變壓器的剩磁。常用的消磁方法有直流去磁法和交流去磁法，兩者都是通過(guò)控制變壓器的輸入電源，使其產(chǎn)生一個(gè)交變的衰減磁場(chǎng)，從而使變壓器的剩磁得到衰減。常用的直流去磁法或交流去磁法的消磁裝置需要經(jīng)過(guò)幾次重復(fù)的去磁操作才能夠?qū)⒆儔浩鞯氖４畔麥p下來(lái)，而且消磁裝置中缺少與其他裝置、系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制操作的開關(guān)，不具備自動(dòng)化投入與切除的功能。

江西理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院的研究人員提出一種脈沖寬度調(diào)制（pulse width modulation, PWM）電壓注入變壓器的技術(shù)來(lái)削弱變壓器的剩磁。首先通過(guò)變頻器按照定頻變壓或者變頻變壓進(jìn)行調(diào)制與逆變產(chǎn)生PWM電壓，然后將PWM電壓注入變壓器來(lái)削弱剩磁。通過(guò)相關(guān)的Matlab仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)所提控制技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。

他們指出，基于本技術(shù)的消磁裝置可以控制注入變壓器的PWM電壓幅值和頻率，通過(guò)一次操作就可以消減剩磁，且該裝置具有多個(gè)可控開關(guān)，可進(jìn)行自動(dòng)化投入和切除，具備自動(dòng)化控制和互鎖約束控制功能。

本文編自2022年第1期《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“一種變壓器剩磁削弱技術(shù)研究”，作者為吳偉亮、劉細(xì)平。