直流偏磁是指變壓器勵(lì)磁電流中出現(xiàn)直流分量，導(dǎo)致變壓器鐵心半圓磁飽和，產(chǎn)生一系列電磁由此造成的影響。當(dāng)變壓器在交流過(guò)勵(lì)磁下正常工作時(shí)，鐵心的磁通密度會(huì)增加，勵(lì)磁電流會(huì)發(fā)生畸變。變壓器工作在磁化曲線的非線性區(qū)域。勵(lì)磁電流波形為峰值波，正負(fù)半波對(duì)稱(chēng)。變壓器偏置為直流，當(dāng)直流和交流磁通疊加時(shí)，與直流偏置方向一致的半周磁芯飽和度增加，另一半周期磁芯飽和度降低，相應(yīng)的勵(lì)磁電流波形呈現(xiàn)正負(fù)半波不對(duì)稱(chēng)形狀。
直流偏磁是變壓器的異常工作狀態(tài)，因?yàn)樽儔浩鞯某跫?jí)等效阻抗只對(duì)直流分量表現(xiàn)出電阻特性，電阻很小。因此，小的直流分量會(huì)在繞組中形成大的直流磁化電位。這種直流磁勢(shì)和交流磁勢(shì)共同作用在變壓器的一次側(cè)，使變壓器鐵芯的工作磁化曲線發(fā)生偏移，出現(xiàn)在原點(diǎn)附近。不對(duì)稱(chēng)，即變壓器偏壓現(xiàn)象。變壓器直流偏壓有多種原因，主要有直流機(jī)組大回路運(yùn)行和地磁場(chǎng)擾動(dòng)等。
直流輸電系統(tǒng)在雙極不對(duì)稱(chēng)或單極運(yùn)行時(shí)，一定量的直流電流會(huì)通過(guò)直流系統(tǒng)的接地極流入大地，同時(shí)在地表形成不等電位地球的。此時(shí)，直流電流可能通過(guò)變壓器的中性點(diǎn)進(jìn)入變壓器繞組，在變壓器繞組中形成直流電流，使變壓器磁密度工作點(diǎn)發(fā)生偏移，使變壓器產(chǎn)生直流偏壓，嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。直流偏磁的主要危害如下：
1、變壓器噪聲和振動(dòng)增加
由于變壓器的磁滯脹縮作用，當(dāng)變壓器發(fā)生直流偏磁時(shí)，鐵芯會(huì)增加，導(dǎo)致噪音增加；同時(shí)，由于磁致伸縮引起的非正弦振動(dòng)，其噪聲中含有多種諧波成分。當(dāng)一個(gè)元件與變壓器元件產(chǎn)生共振時(shí)，噪聲會(huì)更大，這可能會(huì)導(dǎo)致變壓器內(nèi)部零件松動(dòng)和絕緣損壞。
2、電壓波形畸變
由于變壓器鐵芯直流偏置，嚴(yán)格重時(shí)，鐵芯可能工作在飽和區(qū)，這會(huì)增加變壓器的漏磁通，使電壓波形失真。
3、諧波的產(chǎn)生
對(duì)稱(chēng)的正負(fù)半波周期勵(lì)磁電流中只有奇次諧波。由于直流偏置的影響，變壓器勵(lì)磁電流中出現(xiàn)偶次諧波，半波深度飽和。此時(shí)，變壓器已成為交流系統(tǒng)中的諧波源，可能引起補(bǔ)償電容器組諧波放大甚至諧振，危及電容器組的安全運(yùn)行。
4、變壓器無(wú)功損耗增加
由于變壓器因直流偏壓飽和，勵(lì)磁電流大大增加，使變壓器無(wú)功損耗增加，可引起系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重的情況下，整個(gè)電網(wǎng)可能會(huì)崩潰。
5、繼電保護(hù)系統(tǒng)故障
變壓器直流偏壓引起的波形嚴(yán)重畸變，會(huì)導(dǎo)致部分繼電保護(hù)裝置不能正常動(dòng)作，零序次諧波可能導(dǎo)致零序電壓或電流啟動(dòng)的繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障。
