变压器励磁涌流原理

变压器空投励磁涌流产生的原因当变压器空载合闸时会产生励磁涌流，设系统电压)sin(211awtUu由dtdNue11得：（此处负号表示方向，下面分析可将负号省略）dtdNue11U1为有效值进行积分运算设112wNUmφ=-φmcos(wt+α)+c设铁芯无剩磁，即当t=0时，φ=0所以c=φmcosα所以：)]cos([cosawtam，尤此可见可见磁通Φ总是落后电压U90°相位角1）2,0at时合闸：wtmsin，马上进入稳态运行，没有励磁涌流。2）0,0at时合闸：'''cos]cos1[wtwtmmm'为非周期分量，''为-mCOSwt为周期分量从t=0经过半个周期wt,达最大值，m2max。可达稳态量2倍此时励磁电流fi可达额定励磁电流100倍，即：Nffii0100而额定励磁电流约等于额定电流的3%，即：NNfii%30所以：Nfii3。而这是在变压器没有剩磁的理想情况下推出的结论，如果变压器有剩磁时合闸，励磁涌流会更大，可达10倍额定电流。当空载合闸时励磁涌流只出现在高压侧，这样会产生很大的差动电流，引起差动保护误动。1I励磁涌流原理图U1Фe1图6-3变压器励磁涌流的产生机理ttuuumrm2u0000tIImsm2(a)稳态情况下磁通与电压的波形(b)在电压为零瞬间合闸时,磁通与电压的波形(c)变压器铁芯的磁化曲线(d)励磁涌流的波形N.IY.I励磁涌流的影响励磁涌流，是由于铁芯的磁饱和产生的，励磁涌流通常在接通电源1/4周期后开始产生，幅度最大值可能超过变压器额定电流的几倍甚至几十倍，持续时间较长，从数十个电源周期直至数十秒不等。励磁涌流的幅度与变压器的二次负荷无关，但持续时间与二次负荷有关，二次负荷越大则涌流持续的时间越短，二次负荷越小则涌流持续的时间越长，因此空载的变压器涌流持续的时间最长。变压器的容量越大，涌流的幅度越大，持续的时间越长。当在电压过零时刻投入变压器时，会产生最严重的磁饱和现象，因此励磁涌流最大。当在电压为峰值时刻投入变压器时，不会产生磁饱和现象，因此不会出现励磁涌流。由于涌流的幅度很大，涌流与线路电感的共同作用会导致电网电压出现扰动，甚至会出现严重的过电压。使用同步投入技术，使电网设备在恰当的相位点接入电网，可以有效地降低涌流和过电压，最大限度地降低对电网的干扰。励磁涌流识别方法二：波形识别在RCS-978微机变压器保护中采用的方法是当SKSb且tSS时开放保护。式中S是差动电流的全周积分值，在每周采样24次的情况下023mmSITS。S是相距半周的差动电流瞬时值之和的全周积分值，023m12mmSIITS。bK为大于1的常数。当差动电流中没有励磁涌流而是短路电流且波形是对称的话，相距半周的差动电流瞬时值之和是零，其全周积分值S也为零。而差动电流的全周积分值S很大，满足SKSb条件可以开放保护。当差动电流中有励磁涌流时，波形是不对称的，相距半周的差动电流瞬时值之和很大，其全周积分值S也很大。尽管差动电流的全周积分值S也很大，但仍不能满足SKSb的条件从而将保护闭锁。加tSS的条件是为了在正常运行时不开放纵差保护。因为正常运行时差动电流很小近似为零。所以S和S也都近似为零可能能满足SKSb条件。所以另加tSS条件。式中tS是门槛值，detII.S10。其中eI.10为固定门槛，eI是TA二次额定电流。dI为浮动门槛，dI是差动电流的全周积分值。正常运行时S很小不能满足本条件。