(电阻型/电容型)直流偏磁抑制装置

Transformer Neutral DC Online Monitoring System

DC Bias Suppression Device (Resistive/Capacitive)

变压器中性点直流在线监测系统

一、企业简介

二、应用背景

2.1 综述

2.2 影响与危害

2.3 导则及规范

2.4 处理措施

三、变压器中性点直流在线监测系统

3.1 产品概述

3.2 产品特点

3.3 执行标准

3.4 型号说明

3.5 系统技术参数

3.6 参考尺寸图

四、电阻型直流偏磁抑制装置

4.1 产品概述

4.2 产品特点

4.3 执行标准

4.4 型号说明

4.5 原理

4.6 典型原理接线图

4.7 技术参数

4.8 外形参考尺寸图

五、电容型直流偏磁抑制装置

5.1 产品概述

5.2 产品特点

5.3 执行标准

5.4 型号说明

5.5 原理

5.6 典型原理接线图

5.7 操作界面

5.8 技术参数

5.9 外形参考尺寸图

六、订货须知

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一、企业简介

日新电气（ ）自2006年成立以来，已发展成一家注册资本壹亿元，集研究、

开发、生产和销售于一体的国家级高新技术企业。拥有多项自主知识产权，是国际质量管理体

系、环境管理体系、职业健康安全管理体系认证企业，浙江省“隐形冠军”、浙江省创新型示

范中小企业、浙江省专利示范企业、浙江省诚信示范中小企业、政府质量奖企业、劳动关系和

谐企业、资信AAA级企业、自营进出口企业。

日新电气深入研究电力变压器直流偏磁抑制技术及理论，抑制直流电流流入变压器绕组、

保证变压器安全可靠运行。多年来一直走在电力变压器直流偏磁抑制产品推广应用的前沿，并

竭力为客户提供直流偏磁抑制技术的工程咨询、方案设计、选型计算、工程实施和工程维护的

全方位服务，并在该领域有着突出的工程业绩和竞争力。

日新电气产品通过权威安全认证，提供可靠有效的保护，让客户尊享产品终身解决方案。

产品被广泛应用于电力系统、发电厂、轨道交通、机场及港口、钢铁、石化、冶金等领域，对

提高电力系统运行的可靠性、安全性具有良好的效果。

日新电气与多家知名高校和科研院所建立了产学研战略合作关

系，包括：北京交通大学长三角研究院、上海交通大学电力电子与电

力系统研发中心、浙江大学、哈尔滨工业大学、国网电力科学研究院

实验验证中心、国家电网公司自动化设备电磁兼容实验室、国家能源

智能电网研发中心，电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心、国

家固定灭火和耐火构件质量监督检验中心、国家电器产品质量监督检

验中心等。

日新电气推崇以人为本，服务社会的价值观，坚持“以技术求发

展，用服务赢信誉，靠质量树品牌，持续追求顾客满意”的经营理

念，为客户提供更新、更好、更安全的产品，坚定不移地为客户创造

更大价值，为客户提供专业的技术支持与产品服务，做到用户不满

意，服务不停止。日新电气正逐步成长为电网安全防护领域最受欢迎

的“电网安全世界·领导品牌”，并赢得了海内外众多用户的广泛赞

誉与信赖。

03

近几年来，随着西电东送工程的实现、三峡工程的投运，贵州至广东、葛洲坝至南桥、三峡至

常州等远距离直流输电工程的不断开展，在远距离、大功率的输电方式中，直流输电获得了越来越

多的应用，而超高压直流输电工程必定是国家电网发展的趋向。直流输电方式在输送相同功率时，

线路投资较少，对功率和电能的损耗较小，不会产生较大的干扰信号，线路在稳态运行时没有电抗

电压和电容电流，不需要进行无功补偿，系统运行稳定可靠。我国高压直流电网的建设，变压器的

安全运行也越来越受到电力生产运行部门的高度重视。变压器是输电系统中的关键设备，占总投资

的1/4，其故障将给系统的稳定运行带来风险。由于输电技术所导致的直流偏磁问题给变压器带来

的危害也越来越严重。因此，有中性点接地要求的变压器应在规划阶段提出直流偏磁抑制需求，在

接地极50km内的中性点接地运行变压器应重点关注直流偏磁情况。

主变励磁电流增大导致局部过热

主变铁心磁通饱和导致噪声增大

主变励磁电流畸变导致振动加剧

系统电压下降

变压器绕组中有直流电流流过时，励磁电流大幅增加，变压器磁通饱和，变压器绕组、铁心、

油箱和夹件等部件的涡流损耗增加，引起变压器顶层油温升和绕组温升的增加，当直流持续时间较

长时，必然会导致局部过热。

变压器绕组中有直流电流流过时，变压器铁心磁通饱和且有谐波分量增加，导致磁滞伸缩加

剧，噪声增大。

变压器绕组中有直流电流流过时，变压器励磁电流畸变，导致铁心磁滞伸缩加剧，而漏磁通的

增加导致绕组电动力增加，在一定程度上使变压器振动加剧。

直流偏磁对电网也会造成不良影响，由于直流电流流过变压器引起励磁电流增加，增加了变压

器的无功消耗，因此会造成系统电压下降。

继电保护误动

直流偏磁使变压器成为交流系统的谐波源，谐波流入系统后会引起系统电压波形畸变，继电保

护误动。

二、应用背景

2.2 影响与危害

2.1 综述

2.3 导则及规范

《2018版国家电网有限公司十八项电网重大反事故措施》

有中性点接地要求的变压器应在规划阶段提出直流偏磁抑制需求，在接地极50km内的中性

点接地运行变压器应重点关注直流偏磁情况。

导则中规定“变压器每相绕组的允许直流电流为：单相变压器为额定电流的0.3%，三相三

柱变压器为额定电流的0.7%，三相五柱式为额定电流的0.5%”。

《高压直流接地极技术导则》DL437-2012

南网《电容型直流偏磁抑制装置技术规范》Q/CSG 12030022—2016

2、对于新建/扩建主变，宜进行直流偏磁电流计算评估，若计算评估的直流偏磁电流超过

允许值，则应配置直流偏抑制装置。

1、对于运行主变，若实测中性点直流偏磁电流超过允许值(500kV变压器每相为

10A、110kV和220KV变压器每台为10A)，则应配置电容隔直装置；如未超过允许值，但变

压器存在噪声、振动等异常情况，经技术评估认为有必要的，可配置电容隔直装置。

措施 原理 优点 缺点

反向直流

注入法

小电阻法

电容

隔直法

向变压器中性点输出一个

反向直流电流，来抵消原

来得中性点直流电流，将

变压器中性点的地表电势

补偿为零

在中性点与变电站的接地

网之间串一电阻

利用电容器具有隔直的特

性，在变压器中性点与变

电站的接地网之间串接一

电容

不改变变压器中性点原有

的接地方式，不会对继电

保护产生影响，适用于

500kV变压器

无源装置，结构简单、造

价低，安装、运行和维护

方便

隔直可靠，对继电保护影

响小，无源装置,造价中等，

结构复杂

需在远方建有一接地极，

造价高

在高土壤电阻率地区，需

较大阻值才能满足限流要

求，电网结构变化从保护

角度阻值需调整

要求旁路保护可靠性高

注：目前，我国大部分地区采用的是小电阻法和电容隔直法。

表1　三种直流偏磁抑制方法的比较

04

2.4 处理措施

电力变压器直流偏磁抑制措施主要有：

1）反向直流注入法；2）小电阻法；3）电容隔直法。

05 三、变压器中性点直流在线监测系统

3.1 产品概述

直流偏磁现象是种极其复杂的现象，要限制直流偏磁现象的产生，近年来在个别地区试验

性实施了限制直流偏磁现象的措施方法。实践经验是要对所监测的变压器进行在线监测，根据

实际积累下的测试数据，分析判断出直流偏磁现象对所监测变压器的危害性，是否需要实施限

制措施或实施哪种抑制方法才有效。为此我们研发出的“SUN-IGuard-210型变压器直流偏

磁在线监测系统”是为后续直流偏磁相关治理工作提供实测数据，分析、评估直流偏磁现象对

所监测变压器及电力系统的风险，从而达到防患于未然的目的，可起到故障早期预报的作用。

广泛应用于发电厂、变电站作为变压器、电抗器等变电站电气设备的在线监测。

3.2 产品特点

3.2.1 系统监测功能

该在线监测系统能自动对流经变压器中性点的直流电流进行在线监测，并对监测数据进行

存储、统计、分析。依据监测数据自动绘制数据曲线，并具有依据指定的时间区间查询历史曲

线记录的功能。报表打印功能可以实时打印各电流数据，日报表功能为每天的显示电流数据存

一个报表。系统具备当前报警状态与历史报警状态的显示功能，分别显示当前的报警情况，历

史的报警情况。

3.2.2 系统构成

监测系统分站端、地区监测中心、省监测中心三层结构

（1）站端：指安装在变电站内的测量装置。为便于运行人员监视，在变电站控制室监控画

面上可显示变压器中性点直流电流实时监测数据，并具有越限报警功能。

（2）地区监测中心：指地区供电局对所辖站端上传变压器中性点直流电流监测数据进行监

视、存储、统计、分析的平台。

（3）省监测中心：指省公司对所辖站端上传变压器中性点直流电流监测数据进行监视、存

储、统计、分析的平台。

06

Q/GDW169-2008《油浸式变压器(电抗器)状态评价导则》中“A.1变压器(电抗器)本体

状态量评价标准”第31项“变压器中性点直流电流测试，中性点直流电流须小于3A”。

※ 智能采集装置具有现场数字显示功能、现场超设定电流值声光报警功能，方便现场巡视

人员观察。

※ 在不改变原来变压器中性点接地系统任何结构条件下，可在变压器带电运行状态下安装

直流偏磁传感器。

3.2.3 系统特点

※ 直流偏磁传感器采用开环式铁磁回路及霍尔磁平衡式工作原理设计，不仅能够满足mA级

电流信号的采集，而且具有很强的抗干扰能力。电流测量范围可以根据被监测对象确定。

※ 后台软件可以由用户灵活设置直流的报警值，被监测电流值超设定值时，变电站的集控

中心监控电脑系统界面变色警示并有声音报警。

3.4 型号说明

变压器中性点直流在线监测系统产品代码

在线监测系统

日新电气品牌代码

SUN - IGuard - 210

3.3 执行标准

3.5 系统技术参数

名称

一次侧测量范围

二次侧输出信号

工作电源

参数

±80A/DC

AC 220V

12mA±8mA/DC（12mA为一次侧输入直流电流为0时的

二次侧输出信号）

07

名称

精度误差

线性度误差

响应时间

滤波能力

二次侧负载能力

耐冲击能力

电磁兼容性能

参数

≤±2%

≤±0.5%

≤150ms

<500Ω

3000A/DC/3s、10000A/AC/3s

符合TB/T3021-2001

在一次侧交流电流不超过40A的条件下，二次输出中交流

成分含量不超过0.2mA

3.6 参考尺寸图

图1 尺寸：500（宽）x300（深）x800（高）mm

08

4.4 型号说明

系统电压等级

直流偏磁抑制装置

日新电气品牌代码

电阻型

SUN - DC RD -

电阻型直流偏磁抑制装置又名限制直流分量电阻成套装置，主要适用于在高压试验中冲击

发电机系统一次回路限制短路试验电流的直流分量；以及在变压器中性点接地能够抑制直流单

极大地回线运行方式导致的变压器中性点直流偏磁电流，避免直流电流对变压器造成的危害。

4.1 产品概述

※ 体积小，散热好，绝缘高；

※ 瞬时耐受大电流冲击能力强；温升低；

※ 采用熔点高、阻值稳定、温度系数小、热容量大的材料；

※ 可靠性强，多重绝缘，电阻内外及电阻元件均采用特殊材质绝缘及支撑。　

4.2 产品特点

四、电阻型直流偏磁抑制装置

DL/T 1541 《电力变压器中性点直流限(隔)流装置技术规范》

GB/T 1094.23 《电力变压器第23部分:直流偏磁抑制装置》

Q/GDW 11365 《变压器中性点直流限流电阻器技术规范》

4.3 执行标准

电阻型直流偏磁抑制装置由电阻器、放电间隙并联而成，接于变压器中性点和地之间。装

置主要是利用电阻器“限流\"的特性，将流经变压器中性点的直流电流限制在允许值之内，达到

4.5 原理

09 了抑制直流偏磁的目的。限制直流同时，不影响交流系统的接地和交流零序电流的正常流通。

当交流系统出现不对称接地时，中性点电压超过放电间隙的动作值时，放电间隙瞬间被击穿，

保证变压器中性点可靠接地。

4.6 典型原理接线图

图2 典型原理接线图一

放

电

间

隙

限

流

电

阻

接

地

闸

刀

隔直闸刀

交流CT 直流CT

电力变压器 A B C

图3 典型原理接线图二

放

电

间

隙

限

流

电

阻

接

地

闸

刀

隔直闸刀

交流CT 直流CT

电力变压器 A B C

旁

路

开

关

10

4.7 技术参数

项目

限流电阻标称电压

系统额定频率

热稳定电流

动稳定电流

额定通流允许温升

电阻器阻值（25℃）

工频耐压（1min）

雷电冲击耐压

放电间隙

电流互感器

进、出线方式

外壳类型及颜色

防护等级

运行寿命

监控功能

单位

kV

Hz

kA，s

kA，s

K

Ω

kV

kV

年

参数值

35/√3

50

10kA/1s

25kA/0.2s

短时通流：760K、长期通流：385K

0~3、0~5（可选）

95

185

石墨球间隙

变比根据用户选择

下进下出（可根据用户选择）

金属外壳（可根据用户选择）

IP54（可根据用户选择）

30

1、装置监控应具有如下功能：

a)能够实时显示装置工作状态、变压器中性点直流电流信息；

b)能够查询装置的历史运行数据、事件记录；

2、装置上传信息

装置应至少提供以下模拟量和接点信号能接入变电站自动化系统：

a)主变中性点直流电流（4-20mA模拟量）；

b)主变中性点交流电流超限告警。

11 4.8 外形参考尺寸图

图4 户内型：3600（宽）x3100（深）x2800（高）mm

图5 户外型：3600（宽）x3100（深）x2800（高）mm

电阻型直流偏磁抑制装置

电阻型直流偏磁抑制装置

12

五、电容型直流偏磁抑制装置

采用此方法可以有效地隔断流过变压器中性点的直流电流，而且不影响交流系统的接地及

交流零序电流的正常流通。

日新电气研发的电容型直流偏磁抑制装置是利用电容器具有“隔直通交”的特性，在变压

器中性点串联电容来阻断直流电流流经变压器中性点。

5.1 产品概述

5.2 产品特点

5.3 执行标准

GB/T 1094.23 《电力变压器 第23部分：直流偏磁抑制装置》

Q/CSG 12030022 《电容型直流偏磁抑制装置技术规范》

　　※ 电容型直流偏磁抑制装置参数更优。开创性特殊设计，装置工频阻抗：A型小于0.1Ω，

B型小于0.05Ω，对继电保护装置动作行为不产生影响，接入系统无需评估；

　　※ 采用双向晶闸管结构旁路方式，结构简洁，元器件少，两级触发，可靠性高；经过多年

的现场运行检验，具备可靠、安全等优点。B型双向晶闸管支路提供冗余配置设计，进一步提

升可靠性；

　　※ 选用进口工业级控制系统，能够在恶劣（如强电磁场、高谐波环境等）的工作环境下保

持正常工作状态。

　　※ 选用进口品牌开关，可靠动作逾5万次；

　　※ 大范围的应用经验。大量现场应用经验，标准化生产，实际应用情况表明产品安全可靠

性高；

　　※ 大容量过流能力设计。在旁路系统失效的情况下，隔直电容器组仍可承受电网短路故障

暂态冲击电流，满足最严格的可靠性要求；

　　※ 通过软、硬件双重优化了电容器保护系统及大电流过流保护系统，提搞了晶闸管旁路投

入高灵敏度（快速动作）及可靠性（精确动作），可以促使晶闸管旁路快速、精确投入，保护

系统安全运行。

13 5.4 型号说明

系统电压等级

电容型

日新电气品牌代码

直流偏磁抑制装置

SUN - DC BD -

电容型直流偏磁抑制装置由电容器、机械旁路开关和快速旁路回路三者并联而成，接于变

压器中性点和地之间。由快速旁路回路和机械旁路开关并联组成旁路回路，使装置具备完善的

保护回路，确保在系统故障时，使变压器中性点快速恢复金属接地；同时，也使装置具备金属

接地运行和常投两种模式选择，运行模式多样化，最大程度满足客户需求。

常投运行模式：

旁路开关一直处于分闸状态、电容器组投入运行，变压器中性点通过电容器进行接地，保

护变压器避免受直流影响；

当检测到电流经变压器中性点的交流电流超过限值或者电容器组两端电压超限时，装置控

制器即判断为交流电网发生不对称短路故障，晶闸管立即触发导通，同时机械旁路开关转为合

上位置，保证变压器中性点可靠接地。

当检测到流经变压器中性点的交流电流超过限值或者电容器组两端电压超限时，装置控制

器即判断交流电网发生不对称短路故障，晶闸管立即触发导通，同时机械旁路开关转为合上位

置，恢复变压器中性点金属接地；

金属接地运行模式：

在没有直流电流流经变压器中性点时，机械旁路开关为合上位置；当检测到流经变压器中

性点的直流电流超过限值时，机械旁路开关转为断开位置，使电容器组投入，起到隔断直流电

流的作用；当检测到直流电压满足下限设定值后，旁路开关合闸，装置恢复金属接地;

当系统故障消失后，旁路开关分闸、电容器组投入运行。

5.5 原理

14

5.6 典型原理接线图

图6 典型原理接线图

接地闸刀 隔直闸刀

K11 K12

旁路开关

数字控制器 C K3

PT1 PT2

SCR2 SCR1

D1-D4

L

DCCT1

DCCT2

ACCT

注：虚线框内为外部设备

5.7 操作界面图

图7 操作界面

电力变压器

A

B

C

15 主回路对外壳绝缘水平

报警信号输出节点

通讯介质

远程监控计算机

尺寸(长×宽×高)

外壳防护等级

控制模式

工作模式

10kV

7个(干节点)

光纤/数模转换器

工控机

2300mm×1700mm×2460mm

lP54

远方/就地

自动/手动

10kV

7个(干节点)

光纤/数模转换器

工控机

2900mm×1900mm×2460mm

IP54

远方/就地

自动/手动

型　号

适用范围

工频阻抗

固态开关旁路

机械旁路开关

就地控制器

暂态电流耐受能力

短时电流耐受能力

SUN-DCBD-220

220kV电压等级

240MVA及以下变压器

可与中性点限流电抗器串接使用

<0.1Ω

双向晶闸管/单支路/三级触发

单断口(进口)

工业级数字测控装置(进口)

15kA(RMS) / 300ms

20kA(RMS)/ 4s

11.8kA(RMS)/4s

SUN-DCBD-500

500kV电压等级

1000MVA及以下变压器

可与中性点限流电抗器串接使用

< 0.05Ω

双向晶闸管/双支路/三级触发

多断口(进口或合资)

工业级数字测控装置(进口)

25kA(RMS)/ 300ms

25kA(RMS)/ 4s

电容器组大电流耐受 20kA(RMS)/ 4s

能力(无旁路保护)

5.8 技术参数

16

5.9 外形参考尺寸图

图8 尺寸：2300（宽）x1700（深）x2460（高）mm

电容型直流偏磁抑制装置

16

0.1Ω 0.05Ω

六、订货须知

6.1

6.2

电阻型直流偏磁抑制装置

电容型直流偏磁抑制装置

注：我公司专业工程师将根据用户提供的系统参数和现场条件进行个性化设计，待用户签

字确认后实施。海拔高度或使用环境超出本装置的允许范围时，请在订货技术条件中详细注

明，以便我公司为用户特殊设计、特殊供货。

浙江日新电气有限公司ZHEJIANG RSAFELE ELECTRIC CO.,LTD.

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恕不另行通知。技术不断创新，请随时联系，证实本版资料。日

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