江西理工大学科研人员提出一种削弱变压器剩磁问题的新技术

为了保证电力变压器在电力系统中更加安全可靠地工作，需要解决变压器的剩磁问题。为此，江西理工大学电气工程与自动化学院的研究人员吴伟亮、刘细平，在2022年第1期《电气技术》上撰文，介绍一种脉冲宽度调制电压注入变压器的技术来实现削弱剩磁的目的。研究结果表明了该剩磁削弱技术的正确性和有效性，可为电力变压器的安全运行提供技术保障。

电力变压器在电力系统中有着非常重要的作用，不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。因此保证变压器的安全可靠至关重要。变压器在出厂前需要做直流电阻试验，来检验变压器内部是否存在断路、短路等问题，而直流电阻试验会使变压器产生剩磁。此外，空载变压器拉闸时也会产生剩磁。

变压器的剩磁会产生很多危害。当有大量剩磁的变压器投运时，在励磁涌流作用下，会产生较大的冲击电流，引起电压升高，从而引起重瓦斯保护动作跳闸，也会造成变压器近端的设备、仪器损坏；大量剩磁会对变压器的相关试验结果造成干扰，也会产生较多的谐波分量和直流分量，从而降低电网质量，还会对电网中的电力电子器件造成危害。

因此需要采用合理的方法来削弱变压器的剩磁。常用的消磁方法有直流去磁法和交流去磁法，两者都是通过控制变压器的输入电源，使其产生一个交变的衰减磁场，从而使变压器的剩磁得到衰减。常用的直流去磁法或交流去磁法的消磁装置需要经过几次重复的去磁操作才能够将变压器的剩磁消减下来，而且消磁装置中缺少与其他装置、系统进行自动化控制操作的开关，不具备自动化投入与切除的功能。

江西理工大学电气工程与自动化学院的研究人员提出一种脉冲宽度调制（pulse width modulation, PWM）电压注入变压器的技术来削弱变压器的剩磁。首先通过变频器按照定频变压或者变频变压进行调制与逆变产生PWM电压，然后将PWM电压注入变压器来削弱剩磁。通过相关的Matlab仿真和实验对所提控制技术进行验证。

他们指出，基于本技术的消磁装置可以控制注入变压器的PWM电压幅值和频率，通过一次操作就可以消减剩磁，且该装置具有多个可控开关，可进行自动化投入和切除，具备自动化控制和互锁约束控制功能。

本文编自2022年第1期《电气技术》，论文标题为“一种变压器剩磁削弱技术研究”，作者为吴伟亮、刘细平。