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高压直流输电系统换流变压器励磁涌流问题研究的综述报告
高压直流输电系统换流变压器是一种关键的输电设备，它在直流系统中起到了核心作用。然而，该设备在工作时存在励磁涌流问题，这对变压器的安全和稳定运行带来了很大的挑战。本文将从励磁涌流的内涵、机理、危害以及解决方法等方面进行综述，以期为相关研究提供参考。
一、励磁涌流的内涵
励磁涌流是指在换流变压器从一个极性切换到另一个极性时，在铁芯中产生的高磁场能够导致涌流的现象。这是因为在磁通产生的瞬间，铁芯中的电流会瞬间达到非常高的值，这就是励磁涌流。由于直流输电系统中的直流电压是一个固定的值，因此换流的变压器必须切换电流流向，以改变直流电压的极性。每次变压器切换电流流向时，都会产生励磁涌流现象。
二、励磁涌流的机理
励磁涌流的机理主要与磁通和铁芯中的电流有关。在变压器中，磁通的变化与铁芯中的电流是相互关联的。在换流变压器上加上直流电压后，磁通会随之变化。而当变换器切换电流方向时，铁芯中的电流也会瞬间达到一个非常高的值。这种电流的变化率很高，导致了磁通在铁芯中的变化速率也非常高。此时，铁芯中的磁场能够较快地改变，产生励磁涌流。
三、励磁涌流带来的危害
由于励磁涌流会导致铁芯中电流瞬间达到非常高的值，这会给换流变压器的电气和机械性能带来很大的影响。励磁涌流对变压器的影响主要表现在以下几个方面：
(1)造成变压器铁芯饱和
励磁涌流导致变压器中铁芯中的磁场在很短的时间内发生变化，并且其变化速率很高。这会造成变压器铁芯饱和，磁通密度过高，从而导致变压器饱和损耗增加。
(2)产生电涡流
励磁涌流发生时，电流随之瞬间发生变化，从而在变压器中产生电涡流。电涡流会使铁芯中的电能转化为热能损耗，从而导致变压器温度升高。
(3)使磁通分布不均
励磁涌流的存在会导致铁芯中的磁通分布不均匀，进而影响变压器的电气性能。此外，磁通分布不均还会对变压器的机械性能产生负面影响。
四、励磁涌流的解决方法
目前，解决励磁涌流问题的方法主要包括物理方案和控制方案两种。
(1)物理方案
物理方案主要通过变芯形式改变铁芯中的磁通分布，从而减少励磁涌流的影响。常用的方法包括：
a.应用变送器
变送器通过在变压器侧面插入嵌入式变压器，可以改变变压器中磁通的分布，从而减轻励磁涌流的影响。
b.采用中性点式变压器
中性点式变压器可以使铁芯中的磁通在峰值处分化成两个小的分支，从而减轻励磁涌流的影响。
(2)控制方案
控制方案主要通过控制功率半导体器件的切换方式，来消除励磁涌流的影响。具体方法包括：
a.采用死区控制方法
死区控制方法是通过保证功率半导体器件的切换时间满足一定时间的死区，从而消除涌流现象。
b.应用软开关技术
软开关技术可以通过一些特殊的电路构造，进行无间隙切换。这样可以消除涌流现象，从而减轻励磁涌流的影响。
总之，励磁涌流是高压直流输电系统中一个非常重要的问题，会对换流变压器的安全和稳定运行产生不良影响。因此，需要采用一系列的解决方法来减轻励磁涌流的影响。在实际应用中，需要结合具体情况，选用合适的方案进行降低励磁涌流现象。