城市轨道交通对电力变压器的磁耦合机理研究

作     者：高海洋 卫茹 刘江涛 陈庭记 杨莲 延巧娜 孔维君 

作者机构：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52277166) 国家电网有限公司科技项目资助(国网江苏省电力有限公司重点科技项目J2022089) 

主　　题：城市轨道交通 电力变压器 直流偏磁 杂散电流 感应电流 地耦合 磁耦合 

摘      要：关于地铁对周边电力变压器的影响，现有研究主要集中在杂散电流侵入电力变压器接地网导致的变压器直流偏磁，即地耦合。然而在实测中发现，给变压器加装防护装置后，较远处的变电站反而发生直流偏磁，表明地铁对周边电力变压器的影响机制并不唯一。本文对变压器中性点电流成份占比分析，通过搭建CDEGS仿真模型，分析多列车运行下变电站接地网的电位分布情况，并利用理论公式求解线路感应电压分量。结果表明，变电站接地网电位中的直流分量占比高达64.25%，而感应电压中的直流分量仅占0.81%。通过实验实测变压器中性点电流的频域分析结果表明，直流分量占比40.51%，感应电压中的直流分量为9.13%。据此，提出一种新的地铁周边变压器偏磁电流来源——磁耦合。文中提出一种分析变压器中性点电流成份的方法，通过该方法计算得出的实测变压器中性点电流中，地耦合产生的电流占比78.24%，磁耦合产生的电流占比21.76%，证明地耦合和磁耦合机制在变压器直流偏磁中的作用。变压器中性点电流主要受直流杂散电流影响，电磁感应电流也有一定影响，为治理变压器直流偏磁提供了理论依据和方法参考。