摘要：随着轨道交通的不断发展，城市地铁与电网的交互影响日益密切。目前，我国多地出现城市地铁杂散电流入侵电网，使接地变压器受到干扰，出现励磁饱和、参数畸变，并伴有构件的振动和噪声异常，进而影响设备稳定工作，甚至危及电网的安全可靠运行。

随着轨道交通的不断发展，城市地铁与电网的交互影响日益密切。目前，我国多地出现城市地铁杂散电流入侵电网，使接地变压器受到干扰，出现励磁饱和、参数畸变，并伴有构件的振动和噪声异常，进而影响设备稳定工作，甚至危及电网的安全可靠运行。

针对城市地铁杂散电流干扰临近电网接地变压器出现的偏磁异常，东北电力大学、国网吉林省电力研究院潘超、石晓博等基于电磁-机械-声耦合原理，提出变压器多场干扰传播时域模-态数学模型。

研究者仿真不同场景下变压器多元时空信息，建立多元干扰传播特征信息库。分析典型场景中杂散电流对磁通、电磁力、振动及噪声等传播特征的影响，归纳物理特征信息的耦合关联规律，对比杂散电流时变分量与直流分量的干扰差异。

图1 杂散电流干扰电网变压器原理

图2 变压器多场干扰传播原理

同时搭建动模实验平台，采集电气、机械和声学信号。通过实验与仿真的一致性校验，验证干扰传播模型的正确性与有效性。在此基础上，通过构建多元模-态空间，划分杂散电流的干扰传播域，并形成干扰判据。

图3 实验平台

图4 三相变压器动模实验

研究结果表明，杂散电流时变分量对变压器的干扰与直流分量情况类似，但时变分量导致多场参数变化具有更加复杂的时序波动性。测量不同干扰下变压器的电流、振动及噪声数据，并与仿真结果对比，验证该模型与结论的正确性和有效性。基于多元特征信息库构建多元模-态空间，划分四类干扰传播域，并形成干扰判据，为城市电网变压器抵御轨道交通杂散电流干扰的安全态势感知与异常辨识提供依据。

本工作成果发表在2024年第15期《电工技术学报》，论文标题为“地铁杂散电流干扰变压器多场传播模-态分析”。本课题得到国家重点研发计划项目的支持。

来源：电气技术一点号