西安西变组件有限公司 梁 栋

高压直流输电系统开发中，过负荷能力的计算精准度对系统的性能影响较大。由于换流变压器易受环境温度影响特性发生改变，所以计算不同工况下过负荷能力显得尤为重要。依据能力计算结果采取不同补救措施，从而保证变压器得以正常作业[1]。按照时间持续长短不同可将此能力划分为持续过负荷、秒级过负荷、小时级过负荷3种状态，本文着重对这3种状态下的能力计算进行研究。

1 换流变压器温升特性分析

当高压直流输电系统处于过负荷运行状态时，可将线路中负荷变化规律看作阶跃函数求解问题，图1中当负荷产生阶跃变化时不同位置温度以指数递增方式上升。本文以位于底层的油温变化规律为例，假设为t，计算此时暂态温升方法为τbt=τbi+(τbu-τbi)(1-e-t/T)，式中T 代表油时间常数；τbu代表K2负荷率状态下油稳定温升；τbi代表K1负荷率状态下油稳定温升；τbt代表持续t时间后油温升。考虑到变压器内部绕组发热时间在15min 以内，通常情况下发热最短时间为5min，因而本研究认为当负荷率发生跃升情况，即K1跃升至K2，油温升发生瞬间跃变，而后趋于稳定[2]。

图1 换流变压器温度升高变化规律

图2 工程直流换流变压器接线方式

2 换流变压器过负荷能力计算

2.1 持续过负荷状态下的变压器运行能力计算

第一步确定换流变压器所属冷却类型；第二步判断变压器作业期间是否易受导线电阻的影响，如易受影响则利用公式θ'h=θh+0.15(θh-θhr)（θh为不考虑电阻影响情况下的热点温度；……