励磁涌流

励磁涌流

1 概述

变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压，是交流电输配系统中的重要电气设备。当变压器合闸时，可能产生很大的电流，本文主要论述该电流的产生和影响。

2 励磁涌流的特点

当合上断路器给变压器充电时，有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大，然后很快返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常称之为励磁涌流，特点如下：

1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。

2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经0.5～1s后其值不超过(0.25～0.5)In。

3)一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。

4)励磁涌流的数值很大，最大可达额定电流的8～10倍。当整定一台断路器控制一台变压器时，其速断可按变压器励磁电流来整定。

3 励磁涌流的大小

3.1 合闸瞬间电压为最大值时的磁通变化

在交流电路中，磁通Φ总是落后电压u90°相位角。如果在合闸瞬间，电压正好达到最大值时，则磁通的瞬间值正好为零，即在铁芯里一开始就建立了稳态磁通，如图1所示。在这种情况下，变压器不会产生励磁涌流。

3.2 合闸瞬间电压为零值时的磁通变化

当合闸瞬间电压为零值时，它在铁芯中所建立的磁通为最大值(－Φm)。可是，由于铁芯中的磁通不能突变，既然合闸前铁芯中没有磁通，这一瞬间仍要保持磁通为零。因此，在铁芯中就出现一个非周期分量的磁通Φfz，其幅值为Φm。

这时，铁芯里的总磁通Φ应看成两个磁通相加而成，如图2所示。铁芯中磁通开始为零，到1/2 T时，两个磁通相加达最大值，Φ波形的最大值是Φ1波形幅值的两倍。因此，在电压瞬时值为零时合闸情况最严重。虽然我们很难预先知道在哪一瞬间合闸，但是总会介于上面论述的两种极限情况之间。

变压器绕组中的励磁电流和磁通的关系由磁化特性所决定，铁芯越饱和，产生一定的磁通所需的励磁电流就愈大。由于在最不利的合闸瞬间，铁芯中磁通密度最大值可达2Φm，这时铁芯的饱和情况将非常严重，因而励磁电流的数值大增，这就是变

压器励磁涌流的由来。励磁涌流比变压器的空载电流大100倍左右，在不考虑绕组电阻的情况下，电流的峰值出现在合闸后经过半周的瞬间。但是，由于绕组具有电阻，这个电流是要随时间衰减的。对于容量小的变压器衰减得快，约几个周波即达到稳定，大型变压器衰减得慢，全部衰减持续时间可达几十秒。

综上所述，励磁涌流和铁芯饱和程度有关，同时铁芯的剩磁和合闸时电压的相角可以影响其大小。

4 励磁涌流的影响

励磁涌流对变压器并无危险，因为这个冲击电流存在的时间很短。当然，对变压器多次连续合闸充电也是不好的，因为大电流的多次冲击，会引起绕组间的机械力作用，可能逐渐使其固定物松动。此外，励磁涌流有可能引起变压器的差动保护动作，故进行变压器操作时应当注意。

两种削弱励磁涌流的方法

2007-02-01 来源：西部工控网浏览：37

摘要：合空载电力变压器时会产生数值相当大励磁涌流，易造成变压器差动保护装置误动作。针对这一问题，介绍了两种削弱励磁涌流方法：控制三相合闸时间或变压器低压侧加装电容器。理论分析和实践均证明这两种方法是行之有效，但利用控制三相合闸时间来削弱励磁涌流实际应用中更具有潜力。

关键词：励磁涌流；变压器；控制开关；电容

1概述

电力变压器空载合闸投入电网或外部故障切除后电压恢复时，变压器非线性，会产生数值相当大励磁涌流，严重情况下其峰值可达额定电流10到20倍［1］，导致变压器保护误动作。解决这一问题，目前变压器差动保护都采用了或门制动方式，即三相电流中有一相制动，则三相全部制动。这样虽解决了涌流时误动问题，但当变压器有涌流时，发生单相或两相内部故障，差动保护因健全相涌流制动而不动作。大型变压器时间常数都很长，一般涌流过程超过5 s［2］，发生上述故障时，主保护等到振荡消失才能动作，实际就是拒动。理论分析和动模试验都证实了这种现象。保证差动保护装置正确动作，必须要降低励磁涌流幅值。目前，削弱励磁涌流方法主要有两种：控制三相开关合闸时间，或变压器低压侧并联电容器。本

文将对这两种方法原理、效果一一介绍。

2控制三相开关合闸时间以削弱励磁涌流

2．1理论基础

该方法理论基础是：将变压器看作一个强感性负载，即看作一个非线性电感，当合闸时，变压器上电压变压器内部也产生一个磁通，当变压器有剩磁时，合闸后所产生磁通和剩磁极性相同，则变压器内部总磁通就会电压升高而增加，励磁涌流也会随之增加，合闸后所产生磁通和剩磁极性相反，则变压器内部总磁通就会电压升高而减小，削弱了励磁涌流；合闸时变压器内无剩磁，则可合闸角为90°（即电压峰值时）时合闸，这样变压器内产生磁通最小，产生励磁涌流也最小。单相变压器中，可以很容易分析出如下结果。

单相变压器无漏抗，电源为无穷大，如图1所示：

此时有

此处把变压器基本磁化曲线作折线处理，如图2所示：

其中：α为接入相位角（合闸角）；Ψr为变压器剩磁。

从式（1）中可以看出，当α＝0°时，产生最大涌流峰值，当α＝90°时，励磁涌流峰值最小。，控制

合闸时间来削弱励磁涌流幅值是一种行之有效方法。

2．2三相变压器中应用

三相变压器中，尽管三相之间有电磁耦合以及剩磁影响，但三相绕组内磁通变化规律，控制三相开关合闸时间（即合闸角度），亦可以大幅度降低变压器内感应磁通，削弱励磁涌流幅值。上述思想，以及变

压器三相绕组内剩磁形式，提出了两种合闸策略。

2．2．1快速合闸策略

即一相先合闸角度为90°时合闸，另外两相1／4工频周期后合闸。这是，设三相绕组中均无剩磁，A 相先最优时间，即是合闸角度为90°时合闸，此时A相绕组中产生磁通最小，B、C相中产生幅值为磁通最大值一半、相位超前A相180°感应磁通，如图3所示，此时，B、C两相合闸最佳时间就是1／4工频周期后合闸，这样就保证B、C两相绕组中磁通正常范围之内，消除或削弱了励磁涌流。

该方法适用于三相绕组中剩磁为零，以及三相独立控制合闸情况。仿真计算，实施该策略后，合闸时间分散度为0．5 ms情况下，励磁涌流幅值与三相随机合闸相比，减少了94．4％［4］。

2．2．2延迟合闸策略

单相先合闸，另外两相2～3工频周期后合闸。该方法理论依据是铁芯磁通平衡效应：设A相先合闸，之后B、C相产生感应磁通，两相内剩磁不同，则内部感应磁通相同，如图4所示。

设Φc＞Φb，则当Φc到达饱和点后，Φb还停未饱和区，此时变压器非线性，LC＜LB，B、C相绕组上电压相同，UC＞UB，则绕组内部，B相绕组内磁通变化速度要比C相绕组内快，最后，B、C两相内

部磁通趋于平衡，同时也消剩磁效应。

该方法适用于已知单相绕组中剩磁，三相独立合闸情况。仿真计算，实施该策略后，合闸时间分散度为1．0 ms情况下，励磁涌流幅值减少幅度为85％～93％［4］。

3变压器低压侧并联电容器

励磁涌流是变压器内磁通饱和而引起，采取措施限制绕组内磁通达到饱和点，也就达到削弱或消除励磁涌流目。变压器低压侧并联电容器就是基于这种思想提出，变压器低压侧并联电容值适当大小电容器，变压器低压侧产生磁通就和高压侧磁通极性相反，这样就排绕组内磁通饱和可能性［5］。

该方法优点是控制三相合闸角为多少，均能有效削弱励磁涌流。缺点对电容器电容值选取，电容值过大或过小均不能满足要求。电容值过大，会使变压器与电容器组合成系统谐振频率降低，使变压器难以被激磁；电容值过小，会无法满足削弱励磁涌流需要。荷兰PGEM公司1992年一台66 MVA，150／11 kV 变压器上做过试验，不同电容器值下，励磁涌流峰值如表1所示［6］。

从表1可以看出，电容器值不同，励磁涌流峰值变化很大，故采取此方法前，必须知道变压器励磁特性，对变压器空合闸时暂态现象进行模拟，以选取合适电容值。

4结论

本文讨论了两种削弱励磁涌流方法，两种方法各有优缺点。变压器低压侧并联合适电容器需要对变压器励磁特性进行精确模拟，而实际工程中，要到一个真实变压器励磁特性是比较困难，，控制开关合闸时

间技术不断发展，第一种方法更有潜力。

变压器不平衡电流对差动保护的影响

摘要:该文通过分析变压器不平衡电流的产生原因，提出相应的防范措施，以提高差动保护动作的选择性、速动性、灵敏性、可靠性，确保变压器的安全稳定运行。

1 差动保护原理简述

变压器差动保护作为变压器的主保护,目前电网中的110 kV变压器的差动保护大多采用由多微机实现的比率差动保护。之所以采用比率制动特性，是为了防止区外故障引起不平衡的差动电流造成保护误动。由多微机实现的比率差动保护的动作特性如图1所示。

差动保护动作电流为Id，制动电流为Ir，差动保护电流启动值为Icdqp，比率差动制动系数为Kbl，变压器的额定电流为Ie，图中的阴影部分为保护动作区。如图2所示，输入变压器的电流：I1，I2，I3，由(I1 + I2 + I3)构成变压器的差动电流，即Id = (I1 + I2 + I3)作为差动继电器的动作量。在正常运行或外部故障时，在继电器中电流Id在理想状态下等于零，因此差动保护不动作。然而，由于变压器实际运行中引起的种种不平衡电流，使得差动继电器的动作电流增大，从而降低了保护的灵敏度。

2 产生不平衡电流的原因

不平衡电流的产生有稳态和暂态两方面。

稳态情况下不平衡电流:

·变压器各侧绕组接线方式不同；

·变压器各侧电流互感器的型号和变比不相同，实际的电流互感器变比和计算变比不相同；

·带负荷调分接头引起变压器变比的改变。

暂态情况下不平衡的电流:

·变压器空载投入电源时或外部故障切除，电压恢复时产生的励磁涌流。

·短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁涌流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。

3 不平衡电流的影响及相应的防范措施

变压器差动保护的不平衡电流直接影响到差动保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性。故此，分析其影响并采取相应的防范措施对提高变压器差动保护性能是十分重要的。

3.1 变压器高低压侧绕组接线方式不同的影响及其防范措施

变压器接线组别对差动保护的影响。如Yy0接线的变压器，因为一二次绕组对应相的电压同相位，所以一二次两侧对应相的相位几乎完全相同。但当变压器采用Yd11接线时，因为三角形接线侧的线电压，在相位上相差30°，所以其对应相的电流相位关系也相差30°，即三角形侧电流比星形侧的同一相电流，在相位上超前30°，因此即使变压器两侧电流互感器二次电流的数值相等，在差动保护回路中就会出现不平衡电流。

变压器接线组别影响的防范措施。消除由变压器Yd11接线而引起的不平衡电流的措施，采用相位补偿法，也就是通常所说的Y/△转换。即将变压器星形侧的电流互感器二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形，从而把电流互感器二次电流的相位校正过来。

对于由多微机实现的变压器差动保护，由于软件计算的灵活性，允许变压器的各侧互感器二次侧都按Y 型接线，在进行差动计算时由软件对变压器Y型侧电流进行相位校准及电流补偿。即Y/△转换可由程序软件实现。整定人员可以通过对接线方式定值的整定来选择是否需要进行Y/△转换。

3.2 电流互感器型号和变比不相同的影响及其防范措施

由于变压器各侧额定电压不同，装设在各侧的电流互感器型号也就不同，所以饱和特性和励磁电流（归算到同一侧）也不相同。因此,在外部短路时也会引起较大的不平衡电流，对这种情况可以采用适当增大保护动作电流的办法来解决。

另一方面，由于电流互感器都是标准化的定型产品，所以实际选用的变比，与计算变比不可能完全一致，而且变压器的变比也不可能完全相同，这是在差动保护回路中引起不平衡电流的又一原因。这种由于变比选择不合适而引起的不平衡电流，可利用磁平衡原理在差动继电器中设置平衡线圈加以消除。一般平衡线圈接于保护臂电流小的一侧，因为平衡线圈和差动线圈共同绕在继电器的中间磁柱上，适当选择平衡线圈的匝数，使它产生的磁势与差流在差动线圈中产生的磁势相抵消，这样，在二次绕阻就不会感应电势了，流经差动继电器的执行元件的电流为0。但接线时要注意极性，应使小电流在平衡线圈的差流在差动线圈中产生的磁势相反。

对于由多微机实现的变压器差动保护，这部分功能也可以由程序软件来实现，即通过调整平衡系数Kb 来控制。具体计算时，只需根据变压器各侧一次额定电流、差动互感器变比求出电流平衡调整系数Kb，将Kb值当作定值输入微机保护，由保护软件实现电流自动平衡调整，消除不平衡电流。

3.3 在运行中改变分接头的影响及其防范措施

电力系统在运行中，通常利用调节变压器分接头的方法来维持电网的电压水平。改变变压器分接头，也就改变了变压器的变比。但差动保护中电流互感器变比的选择以及差动继电器平衡线圈已经确定，当变压器分接头改变时，差动回路原先的平衡被破坏了，即出现了新的不平衡电流Ibp，Ibp与一次电流Idmax 成正比，即

Ibp =±dU·Idmax/Kn

式中 ±△U——调压分接头相对于额定抽头位置的最大变化范围；

Idmax——通过调压侧的最大外部故障电流。

为了消除这一不平衡电流的影响，在整定保护的动作电流时应给予相应的考虑，即提高保护的动作整定值。

3.4 变压器励磁涌流的影响及其防范措施

变压器的励磁涌流对差动保护的影响。变压器的高、低压侧是通过电磁联系的，故励磁涌流仅存在于电源的一侧，它通过电流互感器构成差动回路中不平衡电流的一部分。在正常运行情况下，其值很小，一般不超过变压器额定电流的3%~5%。当外部发生短路故障时，由于电源侧母线电压降低，励磁电流就更小，因此，在这种情况下一般可以不必考虑不平衡电流对差动保护的影响。但在变压器空载投入电源或外部故障切除后，电压恢复过程中，由于变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬间饱和，这将产生很大的冲击励磁电流——励磁涌流。由于励磁涌流具有很大的数值和非周期分量，故对变压器的差动保护有很大的影响。励磁涌流的主要特点如下：

·励磁涌流的数值大。变压器空载投入时，变压器的励磁涌流可达到变压器额定电流的6～8倍，即

Ily = (6～8)Ie。励磁涌流对于额定电流幅值的倍数与变压器容量的关系是，容量越大，变压器的涌流倍数越小。

·励磁涌流中含有大量的非周期分量与高次谐波分量。根据试验和理论分析结果得知，励磁涌流中含有大量的高次谐波分量，其中二次谐波分量所占比例最大，四次以上谐波分量很小。在最初几个周期内，励磁涌流的波形是间断的（即两个波形之间有一间断角），每个周期内有120～180°的间断角，最小也不低于80～100°。非周期分量则是偏到时间轴的一边，并具有衰减慢的特点。

·励磁涌流的衰减速度与电力系统的时间常数有关。励磁涌流与合闸瞬间外加电压的相位，铁芯中剩磁的大小和方向、电源容量、变压器的容量及铁芯材料等因素有关。在起始瞬间，励磁涌流衰减的速度很快，对于一般的中小型变压器，经0.5～1 s后其值不超过额定流的0.25～0.5倍；大型电力变压器励磁涌流的衰减速度较慢，衰减到上述值时约2～3 s。这就是说，变压器容量越大励磁涌流衰减越慢，完全衰减要经过几十秒的时间。

防止励磁涌流的影响，传统上采用具有速饱和变流器的继电器，这是国内目前广泛采用的一种方法。当外部故障时，所含非周期分量的最大不平衡电流能使速饱和变流器的铁芯很快地单方面饱和，传变性能变坏，致使不平衡电流难于传变到差动继电器的差动线圈上，保证差动保护不会误动。内部故障时，虽然速饱和变流器一次线圈的电流也含有一定的非周期性分量，但它衰减得快，一般经过1.5~2个周波即衰减完毕，此后速饱和变流器一次线圈中通过的完全是周期性的短路电流，于是在二次线圈中产生很大的感应电动势，并使执行元件中的相应电流也较大，从而使继电器能灵敏地动作。速饱和变流器正是利用容易饱和的性能来躲过变压器外部短路不平衡电流和空载合闸励磁涌流的非周期分量影响。

采用内部短路电流和励磁涌流波形的差别（有无间断角）来躲过励磁涌流。

即间断角鉴别法，这种方法是将差电流进行微分，再将微分后的电流进行全波整流，利用整流后的波形，在动作整定值下存在时间长短来判断是内部故障，还是励磁涌流。

利用二次谐波制动。因为在变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，故此，利用差流中二次谐波所占的比率作为制动系数，可以鉴别变压器空载合闸时的励磁涌流，从而保证保护装置在变压器空载投入和外部故障切除电压恢复时，能有效地制动。其判据如下:

在差动保护中差电流的二次谐波幅值用Id2表示，差电流Id中二次谐波所占的比率K2可表示为

K2 = Id2/Id

二次谐波制动系数Kxb，那么只要K2大于定值Kxb就可以认为是励磁涌流出现，保护不动作。在K2小于Kxb，并同时满足比率差动其它判据时，才允许保护动作。

一般来说，二次谐波制动系数Kxb整定可根据实际要求整定，整定范围为0.1～0.35。但根据变压器动态试验，典型取值为0.15，一般不宜低于0.15。

4 微机保护的局限性及其防范

差动保护应要求外部故障时，保护能可靠制动；内部故障时，保护能可靠动作。无可置疑，作为变压器主保护的差动保护采用多微机保护，可提高保护的选择性、速动性、灵敏性、可靠性。但多微机保护也还存在着一定的局限性。

4.1 微机比率差动的局限性

一般情况下，比率制动原理的差动保护能作为变压器的主保护，但当变压器出现严重内部故障时，短路电流很大的情况下，TA严重饱和，使交流暂态传变严重恶化，TA的二次侧基波电流为0，高次谐波分量增大，比率制动原理的差动保护无法反映区内的短路故障，从而影响了比率差动保护的快速动作。

防范此局限性的措施主要是配备差动速断保护，作为辅助保护。确保变压器在发生内部严重故障时保护装置能快速动作。由于微机保护的动作速度快，励磁涌流开始衰减很快，因此微机保护的差动速断整定值可以较电磁式保护取值大，可取正常运行时负荷电流的5~6倍。

4.2 二进制取值方式存在级差局限

由于微机取值是按二进制方式取值，调整系数、定值时不是连续的而是分级的。这就是步长值。通过步长值调整定值，在理论上就存在着不可避免的固有误差。比如，经软件相位校正及电流补偿后，电流平衡基本上补偿了，但仍然有因级差等原因产生的不平衡现象，经计算，当平衡调整系数的级差是0.0625时，最大误差可达3.122%，故此，当定值计算完后，在实际取值时要进行复核，选取微机所能提供的最接近计算结果的定值。

5 结束语

综上所述，避越最大不平衡电流是保证差动保护动作具有选择性的必要条件。不平衡电流越小，保护装置的灵敏度就越高。所以，采取有效措施防范不平衡电流的影响，对提高差动保护的整体性能是至关重要的，这对提高变压器乃至整个电网的安全运行水平也是十分重要的。

试叙述一下电力系统中潮流计算的一些方法，并说明其优缺点?

答：电力系统中潮流指电压、电流和功率，计算潮流的方法有侧重于物理现象的分析和简单网络潮流分布

的手算方法，还有计算复杂网络潮流分布的计算机算法，手算方法，用于简单网络潮流分布，其优点是：一、通过手算可加深对物理概念的理解。二、在运用计算机计算前仍需要以手算求取某些原始数据。三、任何一个复杂网络都可以通过变换成简单的辐射型和环型网络进行分析。缺点是：循环电流（功率）产生于环网中变压器变比的不匹配。计算机算法：通过建立数学模型、确定解算方法、制订框图、编制程序。优点：计算比较复杂的网络模型，缺点；许多原始数据，还是要靠手动获得。常用的潮流计算方法主要有:1)、牛顿-拉夫逊法：牛顿-拉夫逊法按照电压的表示方法不同，又分为直角坐标形式和极坐标形式，牛顿-拉夫逊法潮流计算具有二阶收敛特性，计算中收敛速度较快，但是当导纳矩阵阶数较高时，初值敏感性问题突出；2）、P-Q分解法：P-Q分解法是极坐标牛顿-拉夫逊法的一种简化算法快速分解法，有两个主要特点: (1)降阶在潮流计算的修正方程中利用了有功功率主要与节点电压相位有关,无功功率主要与节点电压幅值有关的特点,实现P-Q分解,使系数矩阵由原来的2N×2N 阶降为N×N阶,N为系统的节点数(不包括缓冲节点)。

(2)因子表固定化利用了线路两端电压相位差不大的假定,使修正方程系数矩阵元素变为常数,并且就是节点导纳的虚部。由于以上两个特点,使快速分解法每一次迭代的计算量比牛顿法大大减少。P-Q分解法只具有一次收敛性,因此要求的迭代次数比牛顿法多,但总体上快速分解法的计算速度仍比牛顿法快。快速分解法只适用于高压网的潮流计算,对中、低压网,因线路电阻与电抗的比值大,线路两端电压相位差不大的假定已不成立,用快速分解法计算,会出现不收敛问题。3）、高斯-赛德尔迭代法可直接迭代解网络方程另外现在遗传算法、神经网络、模糊算法也已经开始应用到潮流计算中来，但还不是很成熟，用的不多。

首先说明一点的是，异步电机只用于电动机，极少用作发电机，都是同步电机用来发电。

异步电动机的原理主要是在定子中通入3相交流电，使其产生旋转磁场，转速为n0，即同步转速。不同的磁极对数p，在相同频率f=50Hz的交流电作用下，会产生不同的n0，n0=60f/p。

工作原理如下：

对称3相绕组通入对称3相电流，产生旋转磁场，磁场线切割转子绕组，根据电磁感应原理，转子绕组中产生e和i，转子绕组在磁场中受到电磁力的作用，即产生电磁转矩，使转子旋转起来，转子输出机械能量，带动机械负载旋转起来。

转子转速n

下面再说说同步电机：

同步电机作发电机运行时，转子绕组工作时加直流励磁，由外部机械力带动转子转动，n0的方向与转矩T 方向相反，定子中感应电动势（电磁感应原理），然后输出电压。

同步电机作电动机运行时，转子绕组工作时加直流励磁，定子通3相交流电，产生旋转磁场，带动转子同步转动。

发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。

发电机的分类可归纳如下：

发电机{ 直流发电机

交流发电机{ 同步发电机

异步发电机(很少采用)

交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。

同步电机和异步电机区别

1，同步与异步的最大区别就在于看他门的转子速度是不是与定子旋转的磁场速度一致，如果转子的旋转速度与定子是一样的，那就叫同步电动机，如果不一致，就叫异步电动机。。。

2，当极对数一定时，电机的转速和频率之间有严格的关系，用电机专业术语说，就是同步。异步电机也叫感应电机，主要作为电动机使用，其工作时的转子转速总是小于同步电机。

3，所谓“同步”就是电枢（定子）绕组流过电流后，将在气隙中形成一旋转磁场，而该磁场的旋转方向及旋

转速度均与转子转向，转速相同，故为同步。

异步电机的话，其旋转磁场与转子存在相对转速，即产生转距。

至于为什么异步电动机和同步电动机会有这样的区别，我来总结一下，最根本的原因其实就是定子有没有加励磁，不加励磁为异步，应为只有产生相对运动了，才会有切割磁感线的作用（或者说是磁通变化），才会产生电磁感应力（即安培力）。而加了励磁，定子就可以看作一块磁铁，有固定的NS极，会随着旋转磁场同步转动，所以称同步电机。（磁铁的吸引作用）

同步电机和异步电机的区别

三相交流电通过一定结构的绕组时,要产生旋转磁场.在旋转磁场的作用下,转子随旋转磁场旋转.如果转子的转速同旋转磁场的转速完全一致,就是同步电机;如果转子的转速小于磁场转速,也就是说两者不同步,就是异步电机.异步电机结构简单,应用广泛.同步电机要求转子有固定的磁极(永磁或电磁),如

交流发电机和同步交流电动机.

电机的转速（定子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。

s=(ns-n)/ns。s为转差率，

ns为磁场转速，n为转子转速。

基本原理：(1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。

(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。（3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。

特点:

优点：结构简单，制造方便，价格便宜，运行方便。

缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。

主要做电动机用，一般不做发电机！

异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用最广，在不致引起误解或混淆的情况下，一般可称感应电机为异步电机。

普通异步电机的定子绕组接交流电网，转子绕组不需与其他电源连接。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电机还便于派生成各种防护型式，以适应不同环境条件的需要。异步电机运行时，必须从电网吸取无功励磁功率，使电网的功率因数变坏。因此，对驱动球磨机、压缩机等大功率、低转速的机械设备，常采用同步电机。由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系，其调速性能较差(交流换向器电动机除外)。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、方便。但随着大功率电子器件及交流调速系统的发展，目前适用于宽调速的异步电机的调速性能及经济性已可与直流电机的相媲美。

同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。

同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步电机为主。

工作原理

◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。

◆ 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体

◆ 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割

定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。

◆ 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。

◆ 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。

运行方式

◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

巧记变压器纵差保护实用接线

摘要：通过TA减极性标注、三相电力变压器Yd11纵差保护接线，巧记安装检修过程中纵差保护实用接线

在电力系统中，由于对TA、变压器减极性标注、电流相位、保护接线等掌握不到位，导致在安装过程中

接线易出现错误，若调试过程中检查不出问题,在投入运行后纵差保护将误动造成事故。为了日后运行安全，只有在安装过程中接线正确，才能防患于未然。

1 电流互感器TA

我国TA均采用减极性标注，同名端同相位，电流自同名端一端流入，则另一端感应流出。

1.1 TA同名端

在铁芯中同一磁通作用下，两个线圈中感应出电势，其中两个同时达到电位高的一端，或同时为电位低的那端都为同名端；或者当TA一、二次线圈同时在同名端流入电流时，在铁芯中产生的磁通方向一致。

对于变压器，当高压线圈某一端瞬时电位为正，即比另一端位高时，低压线圈也必有一端电位为正，即比另一端电位高，则这两个对应端称为同名端。

若规定：一次线圈首端标为L1，末端为L2。二次线圈首端标为K1，末端为K2。接线图中，L1和K1、L2和K2均称为同名端。

图1 TA减极性标注和同名端电流相量图

1.2 减极性标注

从TA一次线圈和二次线圈同名端L1、K1或L2、K2来看，电流I1、I2流向相反，一个流进一个流出，所以称这样的极性关系为减极性。

采用减极性标注，将继电器线圈接于K1、K2，则流过继电器的电流将与TA二次回路断开，并把继电器线圈直接串联在一次回路中，流过线圈的电流方向相同，即当一次电流I1从首端流入TA时，就是自首端流入继电器，标法直观，所以我国TA均采用减极性标注，见图2。

图2 TA减极性标注

2 电力变压器

2.1 Yd11变压器

Y 侧线电流IA、IB、IC

△侧线电流Ia = Ia△-Ib△

Ib = Ib△-Ic△

Ic = Ic△-Ia△

图3中，△侧线电流超前Y侧线电流30°，所以在构成差动回路时应将这30°补偿过来，即在上差动臂。

图3 Yd11变压器电流相量图

因为TA、变压器均采用减极性标注，即在同名端的一端流入电流，另一端感应出电流，不管实际中TA的L1朝向母线侧还是变压器侧，其二次电流的流出方向不变。见图4。

所以Yd11变压器纵差保护Y侧TA二次侧进行△接来补偿相位，其二次电流IA2、IB2、IC2进入上差动臂只有两种接线方式，见图5。

可见，从纵差保护上差动臂所连TA二次端的A相入手顺次连接B相、C相△接，下差动臂所连TA二次端与上差动臂对应，即均接于母线侧或主变压器侧。

图4 TA减极性标注电流方向

图5 纵差保护两种接线方式

3 结束语

TA、变压器均采用减极性标注，同名端同相位，电流自同名端一端流入则另一端感应流出。

Yd11变压器纵差保护上、下差动臂均接于TA二次线的母线侧或主变压器侧。Y侧TA二次线进行△接相位补偿从上差动臂所连A相入手，顺次连接B相、C相进行△接。

更换性能好的逆变电源是一个解决谐波问题的根本方法，是最能达到效果的。

考虑给逆变电源加一个屏蔽层，如铝薄隔膜，屏蔽层的外壳必须接地，使得逆变电源的谐波等不会输出到直流系统，这是控制辐射干扰的干扰源。

给充电机电压采集模块和控制单元加屏蔽层，屏蔽层的外壳必须接地，使得充电的电压采样和控制系统不受谐波的干扰，这是控制辐射干扰的有效措施。

把新东安变电站的逆变电源盘移动到其它位置，远离直流电源盘，这样也是有效减少辐射干扰的方法。

2.2 对于220 kV定福庄变电站的蓄电池的改进措施

蓄电池应该是恒流充电，在充电初期出现了较大电流的波动，对于阀控密封铅酸蓄电池有严格的规定，不允许大电流充电，这种尖锋电流的冲击，对蓄电池活性物质的有效复原，对极板冲击影响都比较大，也是造成极板硫化的原因，所以多次进行这种自动的均衡充电，是造成定福庄变电站1组蓄电池报废的主要原

因。其次蓄电池本身质量，充电设备其它性能指标下降，也是次要原因。

?更新改进充电机充电程序，消除电流不稳的原因。

?人为禁止自动均衡充电程序，不进行自动均衡充电，只进行定期充放电。

?更换新的充电设备，同时更换新的蓄电池组。

?开发充电设备特性试验装置，对新安装的充电设备进行充电程序测试，确保安全投入运行。目前已有测试装置到了试验使用阶段。

变压器差动保护的基本原理

1、变压器差动保护的工作原理

与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。

2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使

8.3.2变压器纵差动保护的特点

1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法

（1）励磁涌流：

在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。（2）产生励磁涌流的原因

因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φ

r，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。

（3）励磁涌流的特点：

①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。

②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。

③励磁涌流的波形出现间断角。

表8-1 励磁涌流实验数据举例

（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：

采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；

②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；

③利用间断角原理构成的变压器差动保护；

④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。

2、不平衡电流产生的原因

（1）稳态情况下的不平衡电流

①变压器两侧电流相位不同

电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。

②电流互感器计算变比与实际变比不同

由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。

【实例分析1】由电流互感实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流分析

在表8-2中，变压器型号、变比、Y,d11 接线。计算由于电流互感器的实际变比与计算不等引起的不平衡电流。计算结果如表8-2。由表8-2可见，由于电流互感器的实际变比与计算变比不等，正常情况将产生0.21A的不平衡电流。

表8-2 计算变压器额定运行时差动保护臂中的不平衡电流

电压侧

38.5（40.4） 6.3

（KV）

额定电流

120（114.3）733

（A）

电流互感

ΔY

器接线方

式

电流互感

器计算变

733/5

比

电流互感

300/5=601000/5=200

器的实际

变比

差动臂的

207.8/60=3.46（3.3）733/200=3.67

电流

不平衡电3.67-3.46（3.3）=0.21

10KV线路中励磁涌流问题的探讨

10KV线路中励磁涌流问题的探讨 摘要：电力系统中，有时会碰到10KV线路在检修或者限电后恢复运行时，出现继电保护动作，开关跳闸，而运行人员在巡线后又找不到故障点，这时我们往往会忽略励磁涌流，而这种情况很有可能就是由励磁涌流引起的。 关键词：励磁涌流继电保护误动 在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起，其覆盖的地域极其辽阔，运行环境极其复杂以及各种认为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。但有时会碰到这样的情况：一条10KV线路在检修或者限电后恢复运行时，出现继电保护动作、开关跳闸，而运行人员在巡线后又找不到故障点，这时我们往往会忽略励磁涌流，而这种情况很有可能就是由励磁涌流引起的。 1、励磁涌流的产生及特点： 当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，就有可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。这时因为变压器空载时其铁心中的磁通不能突变，此时将出现一个非周期分量磁通，使变压器铁芯饱和，励磁电流将急剧增大。变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6~8倍，其中包含有大量的非周期分量和高次谐波分量，并以一定时间系数衰减。励磁涌流的大小和衰减时间跟变压器的容量大小、变压器安装地点与电源的电器距离、电力系统的容量大小、铁心中剩磁的大小和方向及铁心的性质都有关系。变压器容量大，产生历次涌流倍数小，但励磁涌流时间常数大，存在时间长，有时要经过数秒甚至几分钟后才能会衰减到正常值。 2、 线路中励磁涌流对继电保护装置的影响： 一条10KV线路装有大量的变压器，在线路改运行时，这些变压器都挂在线路上，在合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程，在系统阻抗较小时，会出现较大的励磁涌流，时间常数也较大。一般10KV线路的主保护是采用三段式电流保护，即瞬时电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护。瞬时电流速断保护和过电流保护。瞬时电流速断保护由于要兼顾保护的灵敏度。动作电流值往往取得较小，特别在长线路或系统阻抗大时更明显，励磁涌流值很可能会大于保护装置的整定值，使保护误动。这种情况在线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗大时并不突出，因此容易被忽视，但当线路变压器个数及容量增大后，就可能出现。这种10KV线路由于励磁涌流而无法正常投入的问题在我们实际中已发生了多次，值得注意。

变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨论文范本

变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨论文范本 1、变压器励磁涌流及特点 变压器是一种依据电磁感应原理制造而成的静止元件，是交流输电系统中用于电压变 换的重要电气设备。当合上断路器给变压器充电时，有时候，能够观察到变压器电流表的 指针有很大摆动，随后，很快又返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常就被称为励 磁涌流。 总的来说，变压器励磁涌流有以下几个特点：第一，波形呈现尖顶形状，表明其中含 有相当成分的非周期分量和高次谐波分量，其中高次谐波以二次和三次为主，并且，随着 时间推移，某一相二次谐波含量可能超过基波分量的一半以上。第二，励磁涌流幅值与变 压器空载投入的电压初相角直接相关。对于单相变压器来说，当电压过零点投入时，励磁 涌流幅值最大。由于三相变压器各相间有120度相位差，所以涌流也不尽相同。第三，在 最初几个波形中，涌流将出现间断角。第四，涌流衰减的时间常数与变压器阻抗、容量和 铁心材料等都相关。 2、励磁涌流产生机理 变压器励磁涌流是由变压器铁心饱和引起的。在铁心不饱和时，铁心磁化曲线的斜率 很大，励磁电流近似为零;一旦铁心出现饱和，磁化曲线斜率变小，电流随着磁通线性增长，最终演变为励磁涌流。 下面以单相变压器空载合闸为例分析励磁涌流产生机理。设变压器在时间t=0时合闸，则施加于变压器上的电压为： 1 又，变压器电压与磁通间的关系为： 2 故： 3 式3中第一式为稳态磁通，后两式为暂态磁通，为铁心剩磁，与合闸时刻的电压相关。 计及成本和工艺，现代常用的`电力变压器饱和磁通一般设为1.15～1.4，而变压器运行电压一般不应超过额定电压的10%。因此，变压器稳态正常运行时，磁通不会超过饱和 磁通，铁心也不会饱和。但在暂态过程中，如变压器空载合闸时，由于剩磁的作用，运行 磁通就有可能大于饱和磁通，从而造成变压器饱和。例如，最严重的是电压过零时刻，合闸，假若此时铁心的剩磁，非周期磁通为经过半个周期后，磁通达到，将远大于饱和磁通，造成变压器严重饱和。 3、抑制措施

浅谈继电保护误动故障案例分析与处理

浅谈继电保护误动故障案例分析与处理 发表时间：2017-01-13T15:25:25.910Z 来源：《电力设备》2016年第23期作者：李可民刘君齐国昌万志祥[导读] 文章通过对一起10kV供电线路送电不成功的原因查找，分析了三段式馈线保护在10kV供电系统中的配置情况。 （国网安徽阜阳供电公司安徽阜阳 236000） 摘要：文章通过对一起10kV供电线路送电不成功的原因查找，分析了三段式馈线保护在10kV供电系统中的配置情况，根据存在的问题提出了解决办法。 关键词：继电保护；误动；分析处理 1 故障现象及经过 某公司35kV变电站是2012年7月才投入运行的一座新变电站，采用一台主变单母线不分段运行方式，该站共有5条10kV出线，总负荷约为3200kW，馈线保护装置选用了THL-302A型数字线路保护测控装置。2012年11月10日07：20，10kV南二区624线路过流一段保护动作跳闸，运行人员对开关、断路器和保护装置进行检查均正常，对线路进行巡查，最终确定了故障为线路落鸟造成相间短路，故障点找到且已排除，09：02对线路试送电，试送不成功。保护动作数据如表1，波形如图1所示。 10kV架空线路常见故障有单相接地、两相和三相短路等故障。该线路所投过流I段、II段保护可以保护线路相间短路故障，绝缘监察配合系统专门配置的小电流接地选线装置可判定单相接地故障，所以南二区624回路所配保护种类基本合理，能够满足线路出现的各种故障对于继电保护的需求。 上面的分析表明继电保护配置能够满足线路故障的需求，下面对继电保护的整定计算进行检查分析：空载变压器投入送电时会出现很高的励磁涌流，其幅值可以达到变压器额定电流的6～8倍同时含有大量的非周期分量和高次谐波分量，对于线路接带的多台变压器，每台变压器的励磁涌流对于整条线路的影响会因安装位置和距离电源侧的长度有所不同，南二区线路总长15.3km，线路中后段安装的变压器对整条线路的启动电流影响较小，根据以往的经验线路的送电冲击电流按照所有变压器额定电流的3倍计算，即：I=3×2480/10/1.732≈429.6A，折算到二次侧i=429.6/40≈10.7A。实际动作值为8.45A，与计算结果基本相符，而设定的保护定值为6.8A，无法躲过送电瞬间的变压器励磁涌流。从录波图上也能看到，送电过程中三相电压波形无明显变化，A、C相电流波形正常无畸变，说明线路无故障，送电不成功的原因就是过流一段的保护定值设定较小造成的，这是一起典型的继电保护误动故障。这样，我们只需根据计算结果对保护定值进行适当的修改或者减少变压器同时送电启动的台数即可。 3 改进措施 （1）根据线路负荷的特点，采用分片分级的送电方式，减少变压器同时送电的台数，降低送电时变压器的励磁涌流，以躲过保护定值偏小的问题，这样不需要调整保护定值，只是线路送电时繁琐一些。 （2）根据计算的结果，对保护定值按照表3进行调整。 表3中过流一段为零时限速断，按照躲过变压器的励磁涌流同时能够保护线路末端三相短路进行整定，过流二段为限时速断，按照能够保护最小运行方式下线路末端两相短路进行整定，时限按照躲过变压器的励磁涌流时间进行整定，一般的中小型变压器两个周波后励磁涌流即可恢复到正常值，所以过流二段的时限按照0.1s整定，过流三段按照原过流二段的定值进行整定，即躲过全部负荷正常运行的情况下，最大容量的电机启动电流和启动时间进行整定。经过核算校验，该保护定值单能够满足继电保护对选择性、灵敏性、速动性和可靠性的要求。 4 结语 我们先期采用了分片分级的送电方式，将整条线路分成三段逐级送电，每次都能顺利的送电成功；在今年春检时，我们对保护定值按照上表进行了调整，实现了整条线路一次送电成功，期间线路出现了几次鸟害、雷击等故障，保护装置也能准确的保护跳闸，达到了预期的目标。 参考文献： [1]王相杰.浅谈继电保护误动故障案例分析与处理[J].华东科技：学术版，2015（8）：214.

什么是励磁涌流(1)

什么是励磁涌流？ 变压器励磁涌流是：变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点瞬间（该时磁通为峰值）。变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为5-10秒，小容量变压器约为0.2秒左右。 1 概述 变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压，是交流电输配系统中的重要电气设备。当变压器合闸时，可能产生很大的电流，本文主要论述该电流的产生和影响。 2 励磁涌流的特点 当合上断路器给变压器充电时，有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大，然后很快返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常称之为励磁涌流，特点如下： 1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。 2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经0.5～1s后其值不超过(0.25～0.5)In。 3)一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。 4)励磁涌流的数值很大，最大可达额定电流的8～10倍。当整定一台断路器控制一台变压器时，其速断可按变压器励磁电流来整定。 3 励磁涌流的大小 3.1 合闸瞬间电压为最大值时的磁通变化

(完整版)励磁涌流产生的原因及应对策略

励磁涌流产生的原因及应对策略 随着经济的发展，电业因其无污染等特点被广泛应用到社会的各方面，变压器作为交流电力系统重要的电气设备，其正常运行直接关系着人民生命财产的安全。本文从变压器励磁涌流释义开始、随后就变压器励磁涌流产生原因进行了分析研究，最后就变压器励磁涌流的应对策略提出了很好的意见。 变压器的励磁电流是只流入变压器接通电源一侧绕组的，对纵差保护回路来说，励磁电流的存在就相当于变压器内部故障时的短路电流。因此，它必然给纵差保护的正确工作带来影响。下面笔者结合工作实际谈一下励磁涌流产生的原理及应对策略。 变压器励磁涌流释义 1.1励磁涌流的定义 变压器是一种依据电磁感应原理制造而成的静止元件，是交流输电系统中用于电压变换的重要电气设备。当合上断路器给变压器充电时，有时候，能够观察到变压器电流表的指针有很大摆动，随后，很快又返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常就被称为励磁涌流。 1.2变压器励磁涌流的特点 1.2.1涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。 1.2.2励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经0.5～1s后其值不超过(0.25～0.5)In。

1.2.3一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。 1.2.4励磁涌流的数值很大，最大可达额定电流的8～10倍。当整定一台断路器控制一台变压器时，其速断可按变压器励磁电流来整定。 变压器励磁涌流产生原因 变压器励磁涌流是由变压器铁心饱和引起的。在铁心不饱和时，铁心磁化曲线的斜率很大，励磁电流近似为零；一旦铁心出现饱和，磁化曲线斜率变小，电流随着磁通线性增长，最终演变为励磁涌流。 现代常用的电力变压器饱和磁通一般设为1.15～1.4，而变压器运行电压一般不应超过额定电压的3%～6%或更小，故纵差保护回路中的不平衡电流也很小。外部短路时，由于系统电压下降，励磁电流也将减小，因此，在稳态情况下，励磁电流对纵差保护的影响常常可忽略不计。然而在电压突然增加的特殊情况下，就可能产生很大的励磁电流，其数值可达额定电流的6～8倍。这种励磁电流就有可能大于饱和磁通，从而造成变压器饱和。 变压器励磁涌流的应对策略 目前采用速饱和中间变流器；二次谐波制动的方法；间断角鉴别方法等三种方法来防止励磁涌流引起的纵差保护的误动。 3.1采用差动速断保护 由于差动速断保护有固有动作时间，故动作电流无需避开最大电流，此方案灵敏性低，只适用于小型变压器。差动保护按照躲开最大不平衡电流进行整定时，带速饱和原理的差动保护能够减少非周期分量造成的保护误动，这种差动保护的核心部分是带短路线圈的饱和中

浅谈变压器励磁涌流产生机理(中英文结合)

浅谈变压器励磁涌流产生机理（中英文结合）摘要：变压器作为交流电力系统重要的电气设备，其正常运行直接关系着系统的安全。差动保护作为变压器主保护，励磁涌流是影响其正确动作与否的关键因素之一。文章分析了变压器励磁涌流及其特点，以单相变压器为例，分析了励磁涌流产生的机理，并给出了常见的抑制措施。 Abstract: transformer as an important of communication power system electrical equipment, the normal operation of the system has a close relationship with safety. Differential protection for transformer main protection, excitation inrush current is one of the key factors affecting the correct operation or not. Excitation inrush current of transformer is analyzed and its characteristics of a single-phase transformer as an example, analyzed the mechanism of excitation inrush current, and the inhibition of common measures is given. 关键词：变压器励磁涌流二次谐波间断角 Keywords: transformer excitation inrush current second harmonic discontinuous Angle 1、变压器励磁涌流及特点 1, transformer excitation inrush current and the characteristic 变压器是一种依据电磁感应原理制造而成的静止元件，是交流输电系统中用于电压变换的重要电气设备。当合上断路器给变压器充电

励磁涌流

:励磁涌流对HTR-PM主变压器差动保护影响分析 摘要：本文重点介绍HTR-PM 220kV主变压器差动保护原理，通过对220kV 倒送电期间主变压器五次空载冲击合闸励磁涌流波形进行深入分析，介绍励磁涌流基本特征，以及励磁涌流对变压器差动保护的影响，并给出我厂变压器所配置差动保护励磁涌流闭锁原理。 关键词：变压器差动保护、变压器空载合闸励磁涌流、励磁涌流闭锁原理 1、前言 主变压器是核电厂与电力系统之间联系的重要设备，机组正常并网运行时，核电机组所发电能通过主变压器变换升压后输送给电力系统（地网和省网），但在核电厂建设和调试期间，需要通过主变压器向核电厂反供电（倒送电）以作为安装调试阶段第二路电源。主变压器发生故障，不仅影响核电机组的安全稳定运行，给核电厂带来重大经济损失，而且影响电力系统的稳定，可能造成大面积停电。因此，必须配置性能良好，功能完善的保护装置。 根据《继电保护及自动装置设计技术规程》（DL400-91）的规定，大型电力变压器应装设反映变压器绕组和引出线多相短路、大电流接地系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的纵联差动保护作为电量主保护。 但是，变压器在正常运行时由于励磁电流、带负荷调压、两侧差动TA的变比误差等导致存在很大的不平衡电流；由于超高压、大容量变压器接线方式，例如HTR-PM 220kV主变为YnD11接线方式，变压器两侧电流相位相差30，导致出现不平衡电流；空载变压器合闸时可能产生励磁涌流，多次测量表明：空投变压器时的励磁涌流通常为额定电流的2-6倍，最大可达8倍以上，由于励磁涌流只由充电侧流入变压器而不流经其他侧，对变压器纵差保护而言是很大的一项不平衡电流。 2、变压器差动保护原理 变压器纵差保护的构成原理是基于克希荷夫第一定律，即 I=0（2-1） 式中I=0为主变压器高低压侧电流的向量和，主变高低压侧CT为减极性配置，见图1。

变压器励磁涌流抑制外文翻译

变压器励磁涌流的抑制 变压器励磁涌流不仅导致继电保护误动，由其衍生的电网电压骤降、谐波污染、和应涌流、铁磁谐振过电压等都给电力系统运行带来不可低估的负面影响。数十年来人们通过识别励磁涌流特征的方法来减少继电保护的误动率，但并未获得良好的回报，误动率仍居高不下。至于对电压骤降、谐波污染、和应涌流等的消除更一筹莫展。究其原因是人们认为励磁涌流的出现不可抗拒，只能采用“识别”的对策，即“躲”的对策。其实，换个思路——“抑制”，是完全可以实现的，而且已经实现了。 引言 变压器励磁涌流与电容器的充电涌流抑制原理完全相似，电感及电容都是储能元件，前者不容许电流突变，后者不容许电压突变，空投电源时都将诱发一个暂态过程。在电力变压器空载接入电源时及变压器出线发生故障被继电保护装置切除时，因变压器某侧绕组感受到外施电压的骤增而产生有时数值极大的励磁涌流。励磁涌流不仅峰值大，且含有极多的谐波及直流分量。由此对电网及电器设备造成极为不利的影响。 1、励磁涌流的危害性 1.1 引发变压器的继电保护装置误动，使变压器的投运频频失败； 1.2 变压器出线短路故障切除时所产生的电压突增，诱发变压器保护误动，使变压器各侧负荷全部停电； 1.3 A电站一台变压器空载接入电源产生的励磁涌流，诱发邻近其他B电站、C电站等正在运行的变压器产生“和应涌流”(sympathetic inrush)而误跳闸，造成大面积停电； 1.4 数值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损； 1.5 诱发操作过电压，损坏电气设备； 1.6 励磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置的正确动作率； 1.7 励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染。 1.8 造成电网电压骤升或骤降，影响其他电气设备正常工作。 数十年来人们对励磁涌流采取的对策是“躲”，但由于励磁涌流形态及特征的多样性，通过数学或物理方法对其特征识别的准确性难以提高，以致在这一领域里励磁涌流已成为历史性难题。 2、励磁涌流的成因 抑制器的重要特点是对励磁涌流采取的策略不是“躲避”，而是“抑制”。理论及实践证明励磁涌流是可以抑制乃至消灭的，因产生励磁涌流的根源是在变压器任一侧绕组感受到外施电压骤增时，基于磁链守恒定理，该绕组在磁路中将产生单极性的偏磁，如偏磁极性恰好和变压器原来的剩磁极性相同时，就可能因偏磁与剩磁和稳态磁通叠加而导致磁路饱和，从而大幅度降低变压器绕组的励磁电抗，进而诱发数值可观的励磁涌流。由于偏磁的极性及数值是可以通过选择外施电压合闸相位角进行控制的，因此，如果能掌握变压器上次断电时磁路中的剩磁极性，就完全可以通过控制变压器空投时的电源电

变压器励磁涌流的抑制

变压器励磁涌流不仅导致继电保护误动，由其衍生的电网电压骤降、谐波污染、和应涌流、铁磁谐振过电压等都给电力系统运行带来不可低估的负面影响。数十年来人们通过识别励磁涌流特征的方法来减少继电保护的误动率，但并未获得良好的回报，误动率仍居高不下。至于对电压骤降、谐波污染、和应涌流等的消除更一筹莫展。究其原因是人们认为励磁涌流的出现不可抗拒，只能采用“识别”的对策，即“躲”的对策。其实，换个思路——“抑制”，是完全可以实现的，而且已经实现了。 0、引言 变压器励磁涌流与电容器的充电涌流抑制原理完全相似，电感及电容都是储能元件，前者不容许电流突变，后者不容许电压突变，空投电源时都将诱发一个暂态过程。在电力变压器空载接入电源时及变压器出线发生故障被继电保护装置切除时，因变压器某侧绕组感受到外施电压的骤增而产生有时数值极大的励磁涌流。励磁涌流不仅峰值大，且含有极多的谐波及直流分量。由此对电网及电器设备造成极为不利的影响。 1、励磁涌流的危害性 1.1 引发变压器的继电保护装置误动，使变压器的投运频频失败；1.2 变压器出线短路故障切除时所产生的电压突增，诱发变压器保护误动，使变压器各侧负荷全部停电； 1.3 A电站一台变压器空载接入电源产生的励磁涌流，诱发邻近其他

B电站、C电站等正在运行的变压器产生“和应涌流”(sympathetic inrush)而误跳闸，造成大面积停电； 1.4 数值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损； 1.5 诱发操作过电压，损坏电气设备； 1.6 励磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置的正确动作率； 1.7 励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染。 1.8 造成电网电压骤升或骤降，影响其他电气设备正常工作。 数十年来人们对励磁涌流采取的对策是“躲”，但由于励磁涌流形态及特征的多样性，通过数学或物理方法对其特征识别的准确性难以提高，以致在这一领域里励磁涌流已成为历史性难题。 2、励磁涌流的成因 抑制器的重要特点是对励磁涌流采取的策略不是“躲避”，而是“抑制”。理论及实践证明励磁涌流是可以抑制乃至消灭的，因产生励磁涌流的根源是在变压器任一侧绕组感受到外施电压骤增时，基于磁链守恒定理，该绕组在磁路中将产生单极性的偏磁，如偏磁极性恰好和变压器原来的剩磁极性相同时，就可能因偏磁与剩磁和稳态磁通叠加而导致磁路饱和，从而大幅度降低变压器绕组的励磁电抗，进而诱发数值可观的励磁涌流。由于偏磁的极性及数值是可以通过选择外施电压合闸相位角进行控制的，因此，如果能掌握变压器上次断电时磁路中的剩磁极性，就完全可以通过控制变压器空投时的电源电压相位角，实现让偏磁与剩磁极性相反，从而消除产生励磁涌流的土壤——

不平衡电流产生的原因

不平衡电流产生的原因 1励磁涌流的影响 变压器在正常运行时，它的励磁电流只流过变压器的电源测，因此，通过电流互感器反映到差动回路中就不能被平衡。在正常情况下，变压器励磁电流不过为变压器额定电流的 2% ～3%；在外部故障时，由于电压降低，励磁电流也相应减少，其影响就更小。在实际整定时可以不必考虑。 但是，在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能产生数值很大的励磁涌流，其数值可达变压器额定电流的6～8倍。励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波分量。励磁涌流的大小与合闸瞬间外加电压的相位，铁芯中剩磁的大小和方向以及铁芯的特性有关。若正好在电压最大值时合闸，则不会出现励磁涌流，而只有正常时的电流。但对于三相变压器而言，由于三相电压相位不同，无论在任何瞬间合闸，至少有两相要出现程度不同的励磁涌流。励磁涌流可分解成各次谐波，以二次谐波为主，同时在励磁涌流波形中还会出现间断角。励磁涌流的波形如图2。 2绕组连接方式不同的影响 变压器各侧绕组的连接方式不同,如双绕组变压器采用Y,d接线,三绕组变压器采用Y,y,d 接线时,各侧电流相位就不同。这时，即使变压器各侧电流互感器二次电流大小能相互匹配，但不调整，相位差也会在差动回路中产生很大的不平衡电流。 3实际变比与计算变比不同的影响 由于电流互感器选用的是定型产品，其变比都是标准化的，很难与通过计算得出的变比相吻合，这样就会在主变差动回路中产生不平衡电流。 4改变调压档位引起的不平衡电流及克服措施 电力系统中带负荷调整变压器分接头是调节系统电压的重要手段。改变调压档位实际上就是改变变压器的变比。而差动保护已按照某一变比调整好，当分接头改换时，就会产生一个新的不平衡电流流入差动回路。此时不可能再用重新选择平衡线圈匝数的方法来消除这个不平衡电流，这是因为变压器的分接头是经常在改变，而差动保护的电流回路在带电时是不可能进行操作的。因此，对由此产生的不平衡电流，通常是根据具体情况提高保护动作的整定值加以克服。 5型号不同产生的不平衡电流 由于变压器各侧电流互感器的型号不同，它们的饱和特性和励磁电流（归算到同一侧）就不相同，因此，在差动回路中所产生的不平衡电流也就较大。 转子一点接地保护 转子一点接地保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。顾名思义，转子一点接地就是转子上只有一个点与地接触了，发电机转子一点接地后励磁回路对地电压将有所升高。在正常情况下，励磁回路对地电压约为励磁电压的一半。当励磁回路的一端发生金属性接地故障时，另一端对地电压将升高为全部励磁电压值，即比正常电压值高出一倍。在这种情况下运行，当切断励磁回路中的开关或一次回路的主断路器时，将在励磁回路中产生暂态过电压，

励磁涌流的抑制方法

摘要：合空载电力变压器时会产生数值相当大的励磁涌流，易造成变压器差动保护装置的误动作。针对这一问题，介绍了两种削弱励磁涌流的方法：控制三相合闸时间或在变压器低压侧加装电容器。理论分析和实践均证明这两种方法是行之有效的，但利用控制三相合闸时间来削弱励磁涌流在实际应用中更具有潜力。 关键词：励磁涌流；变压器；控制开关；电容 1概述 电力变压器在空载合闸投入电网或外部故障切除后电压恢复时，由于变压器的非线性，会产生数值相当大的励磁涌流，严重情况下其峰值可达额定电流的10到20倍［1］，从而导致变压器保护的误动作。为了解决这一问题，目前变压器的差动保护都采用了或门制动方式，即三相电流中有一相制动，则三相全部制动。这样虽解决了涌流时的误动问题，但当变压器有涌流时，如果发生单相或两相内部故障，差动保护因健全相的涌流制动而不动作。大型变压器时间常数都很长，一般涌流过程超过5 s［2］，在发生上述故障时，主保护等到振荡消失才能动作，实际就是拒动。理论分析和动模试验都证实了这种现象。为了保证差动保护装置的正确动作，必须要降低励磁涌流的幅值。目前，削弱励磁涌流的方法主要有两种：控制三相开关合闸时间，或在变压器低压侧并联电容器。本文将对这两种方法的原理、效果一一介绍。 2控制三相开关合闸时间以削弱励磁涌流 2．1理论基础 该方法的理论基础是：将变压器看作一个强感性负载，即看作一个非线性电感，当合闸时，变压器上的电压在变压器内部也产生一个磁通，当变压器有剩磁时，合闸后所产生的磁通如果和剩磁极性相同，则变压器内部的总磁通就会随着电压的升高而增加，从而励磁涌流也会随之增加，如果合闸后所产生的磁通和剩磁极性相反，则变压器内部的总磁通就会随着电压的升高而减小，从而削弱了励磁涌流；如果合闸时变压器内无剩磁，则可在合闸角为90°（即电压峰值时）时合闸，这样在变压器内产生的磁通最小，产生的励磁涌流也最小。在单相变压器中，可以很容易地分析出如下结果。假设单相变压器无漏抗，电源为无穷大，如图1所示：

涌流

涌流 电力系统中的涌流是一种持续时间很短的电流，由于涌流值需要与稳定电流相比较才有意义，因此通常不用涌流的电流值来描述涌流，而是用倍数来描述涌流，所谓涌流倍数就是涌流与稳定电流的比值。由于涌流是一种持续时间很短的电流，因此没有有效值的概念，只有瞬时值的概念，因此准确地讲，涌流倍数就是涌流峰值与稳定电流峰值的比值。可以用涌流检测仪来检测涌流的数值。 投入电容器的时候会产生涌流，投入变压器的时候也会产生涌流。涌流的大小与投入时刻的相位角有关。 抑制涌流的有效手段是使用同步开关来投切电容器或者变压器。同步开关可以在确定的相位角将负荷投入系统，因此可以消除涌流。 需要注意的是：投切电容器的同步开关与投切变压器的同步开关需要使用不同的控制策略，电容器需要在电压过零的时刻投入，而变压器需要在电压为峰值的时刻投入，因此控制电容器的同步开关与控制变压器的同步开关是不能互换的。 为了实现同步开关操作，同步开关的三相触点必须分别动作，三相触点同时动作的开关不能实现同步操作。 变压器中的励磁涌流是怎样产生的？有何危害？ 变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点瞬间（该时磁通为峰值）。变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为5-10秒，小容量变压器约为0.2秒左右。 当变压器在停电状态时，变压器铁芯内部的磁通接近或等于零，当给变压器充电时，铁芯内产生交变磁通，这个交变磁通从零到最大叫做铁芯励磁，我们把这一过程产生的电流叫做变压器励磁涌流，这个电流要高于变压器的额定电流，从变压器的机械力、电动力到保护整定都要为躲过励磁涌流整定 励磁涌流的危害性 1.1 引发变压器的继电保护装置误动，使变压器的投运频频失败； 1.2 变压器出线短路故障切除时所产生的电压突增，诱发变压器保护误动，使变压器各侧负荷全部停电； 1.3 A电站一台变压器空载接入电源产生的励磁涌流，诱发邻近其他B电站、C电站等正在运行的变压器产生“和应涌流”(sympathetic inrush)而误跳闸，造成大面积停电； 1.4 数值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损； 1.5 诱发操作过电压，损坏电气设备； 1.6 励磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置的正确动

励磁涌流

励磁涌流 励磁涌流（inrush current)的发生，很明显是受励磁电压的影响。即只要系统电压一有变动，励磁电压受到影响，就会产生励磁涌流。 在不同的情况下将产生如下所述的初始（initial inrush)、电压复原（recovery inrush)及共振（sympathetic inrush 共感）等不同程度的励磁涌流。其瞬时尖峰值及持续时间，将视下列各因素的综合情况而定，可能会高达变压器额定电流的8--30倍。 变压器在合闸充电时，由于变压器的电感性加上合闸瞬间供电电压的相角不确定性会使充电存在最大7-9倍的涌流（大型变压器）。原因就是电感电流不能突变，合闸前电流为零，根据u=L*di/dt。如果合闸时电压（正玄）最大时则可以平稳过渡。一旦不在此相位，特别在过零位电压时由于电网的能量非常巨大，在短时能，必然产生巨大的电流强迫变压器电流过渡到正玄波形。这就有个涌流过程。彻底防治就需要合闸相角控制，当然是三相分相控制了。简单预防则是开关串电阻。其实也挺麻烦。 目录[隐藏] 1 概述 2 励磁涌流的特点 3 励磁涌流的大小 4 励磁涌流的影响 1 概述 变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压，是交流电输配系统中的重要电气设备。当变压器合闸时，可能产生很大的电流，本文主要论述该电流的产生和影响。 2 励磁涌流的特点 当合上断路器给变压器充电时，有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大，然后很快返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常称之为励磁涌流，特点如下： 1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，主要是偶次谐波，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。

基于Matlab电力变压器励磁涌流的分析和仿真

宁德师范学院 毕业论文(设计) 专业 指导教师 学生 学号 题目

目录 1 变压器空载合闸励磁涌流产生机理 (1) 1.1 变压器励磁涌流的定义 (1) 1.2 变压器励磁涌流产生的原因 (1) 2 变压器空载合闸物理过程分析 (1) 2.1 单相变压器的涌流分析 (1) 2.2 三相变压器的涌流分析 (4) 2.3 励磁涌流的影响及抑制措施 (5) 3 变压器励磁涌流的仿真 (5) 3.1 变压器仿真模型构建 (5) 3.3 励磁涌流仿真结果的分析 (6) 3.4 励磁涌流与短路电流比较 (8) 4 结束语 (8) 参考文献 (9)

基于Matlab 的三相变压器励磁涌流仿真分析 摘要：阐述了变压器空载合闸时励磁涌流产生的机理，在单相变压器空载合闸的理论基础上，运用Matlab 电气系统模块库构建仿真模型，对三相双绕组变压器空载合闸的过程进行仿真及分析。对不同状态下的励磁涌流做进一步分析，分析结果和理论分析相吻合，验证了仿真的有效性。 关键词：变压器；Matlab ；励磁涌流 1 变压器空载合闸励磁涌流产生机理 1.1 变压器励磁涌流的定义 通常在正常运行的变压器中的励磁电流非常小，大约仅有额定电流的3%~8%，而大型电力变压器的励磁 涌流还不足额定电流的1%[1] ，如此小的励磁涌流并不足以破坏电力系统的稳定性。因为变压器本身的铁芯材料呈非线性特性，并附带磁通饱和特性，导致在空载合闸的瞬间，会产生很大的冲击电流，该值可达额定电 流的3~4倍，是正常空载运行电流的几十倍甚至百倍以上[2] 。 1.2 变压器励磁涌流产生的原因 对变压器的进行空载合闸操作有两种，即：（1）电力变压器的空载投入电网运行；（2）电网发生故障要 切除变压器，待故障排除后变压器的再次投入[3] 。如图1所示，是变压器铁芯近似磁化特性曲线。从图中可以看出，饱和曲线的延长线与坐标纵轴相交于点S ，把S 点的饱和磁通量定义为s Φ。在正常运行状态下，饱和磁通介于0~s Φ之间变化，励磁阻抗很大，一般以变压器额定电压和电流为基准的励磁阻抗100m Z >，故变压器的励磁涌流i μ很小，可近似为零；但是，当变压器空载投入时，变压器铁芯磁通量大于s Φ时，达到瞬变磁通x Φ，由下图可以看出，变压器励磁涌流i μ沿着磁化特性曲线将迅速增大。它的大小与变压器等值阻抗、合闸初相角、变压器铁芯剩磁大小、变压器绕组接线方式、变压器铁芯的材质及结构等诸多因素有关。 Φ i μ X Φx S 图1 变压器铁芯磁化曲线 2 变压器空载合闸物理过程分析 2.1 单相变压器的涌流分析 电力系统中的变压器中主要是三相变压器，但分析三相变压器的励磁涌流可以在分析单相变压器励磁涌流的基础上进行。图2是变压器接线图，二次侧开路、一次侧在0t =时刻合闸到电压为1u 的电网上，其中： 112sin()u U t ωα=+

励磁涌流产生的原因及应对策略

编号：SM-ZD-19068 励磁涌流产生的原因及应 对策略 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

励磁涌流产生的原因及应对策略 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 随着经济的发展，电业因其无污染等特点被广泛应用到社会的各方面，变压器作为交流电力系统重要的电气设备，其正常运行直接关系着人民生命财产的安全。本文从变压器励磁涌流释义开始、随后就变压器励磁涌流产生原因进行了分析研究，最后就变压器励磁涌流的应对策略提出了很好的意见。 变压器的励磁电流是只流入变压器接通电源一侧绕组的，对纵差保护回路来说，励磁电流的存在就相当于变压器内部故障时的短路电流。因此，它必然给纵差保护的正确工作带来影响。下面笔者结合工作实际谈一下励磁涌流产生的原理及应对策略。 变压器励磁涌流释义 1.1励磁涌流的定义 变压器是一种依据电磁感应原理制造而成的静止元件，是交流输电系统中用于电压变换的重要电气设备。当合上断

浅谈电气主设备继电保护技术分析

浅谈电气主设备继电保护技术分析 【摘要】随着当前社会的不断发展，电力系统的不断应用使得当前在电力保护中的要求也在不断的提高。电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，这就使得在当前电气设备应用中继电器保护技术要求日益提高，本文就电气主设备继电器的保护技术进行分析与探讨。 【关键词】电气主设备；继电保护；技术分析 一、电气主设备保护的研究成果 1.1电气设备的继电保护的意义 随着科学技术的发展，特别是电子技术、计算机技术和通信技术的发展，电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期。近些年来，电力工业突飞猛进，整个电力系统呈现出往超高电压等级、单机容量增大、大联网系统方向发展的趋势，这就对主设备保护的可靠性、灵敏性、选择性和快速性提出了更高的要求。 电气设备的继电保护主要是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以需要继电保护。 1.2电气主设备的发展现状 与以往超高压线路继电保护相比，电力系统大型主设备继电保护，处于一种相对滞后的状态，主设备保护正确动作率一直较低，与线路保护相比有较大差距。 近年来主设备保护的分析计算方法取得了很大进展，比如采用多回路分析法可以比较精确地计算发电机的内部故障，主设备内部故障保护的配置具备了理论基础。利用真实反应主设备内部各种故障及异常工况的动模系统和仿真系统检验主设备保护，极大地提高了新原理新技术的验证水平。随着基于新硬件平台的数字式主设备保护的推陈出新，实现了主设备保护双主双后的配置方案，保护的设计方案、配置原则趋于完善，同时，新原理和新技术的应用也大大提高了主设备保护的安全运行水平。 1.3双主双后保护配置方案在主设备保护领域的应用 双主双后的保护实现方式是针对一个被保护对象，配置2套独立的保护。每套保护均包含主后备保护，并且每套保护由2个CPU系统构成。2个CPU系统之间均能进行完善的自检和互检，出口方式采用2个CPU系统“与”门出口。这种配置方案概念清晰，彻底解决了保护拒动和误动的矛盾，即双重化配置解决了拒动问题，双CPU系统“与”门出口解决了硬件故障导致的误动问题。这种思想已成功地应用到主设备保护上，大大提高了主设备保护的运行水平。 1.4主设备保护领域应用的新原理 在主设备保护领域，近些年来，通过从对故障过程的电磁暂态过程的研究、TA饱和特性的研究、内部故障理论分析，结合实际动模和数字仿真等方面，提出了一些新的原理。 1.4.1差动保护。常规的两折线、三折线比率差动、标积制动式差动、采样值差动等已在很多文献中有所介绍。 1.4.2关于励磁涌流。目前在工程上应用的判别励磁涌流的原理都是从涌流波形与短路电流波形的不同特征入手，来区分励磁涌流与短路的。各种涌流判别原理都具有在故障合闸时，保护动作时间长或动作时间离散度大的缺点。

变压器励磁涌流引起的保护误动

摘要：电力系统中变压器存在励磁涌流，通过合理的调节补偿装置，防止变压器励磁涌流对差动继电器的影响。 关键词：励磁涌流；引起；保护误动 印江县供电局甘金桥水电站主变进行大修后空载试验，主变低压侧断路器合闸时，出现合闸瞬间就跳闸，经多次操作仍出现此情况。在认真检查变压器后，断路器还出现一合闸即跳闸的现象，后对变压器进行分析，是由于励磁涌流的影响，差动保护的速饱和变流器差动线圈调整不合理，引起保护误动，致使断路器无法合闸，经过处理，故障消除。 1 励滋涌流 对变压器切除外部故障后进行空载合闸，电压突然恢复的过程中，变压器可能产生很大的冲击电流，其数值可达额定电流的6～8倍，将这个电流称之为励磁涌流。 产生励磁涌流的原因是变压器铁芯的严重饱和和励磁阻抗的 大幅度降低。 2 励磁涌流的特点 励磁涌流数值很大，可达额定电流的6～8倍。 励磁涌流中含有大量的直流分量及高次谐波分量，其波形偏向时间轴一侧。 励磁涌流具有衰减特性，开始部分衰减得很快，一般经过0.5～1s后，其值通常不超过0.25～0.5倍的额定电流，对于大容量变压器，其全部衰减时间可能达到几十秒。

3 消除励磁涌流影响所采取的补偿措施 励磁涌流的产生会对变压器的差动保护造成误动作，从而使变压器空载合闸无法进行，为了消除励磁涌流对保护的影响，一般可以采用接入速饱和变流器的补偿措施。 3.1 接入速饱和变流器 接入速饱和变流器阻止励磁涌流传递到差动继电器中，如图1。当励磁涌流进入差动回路时，由于速饱和变流器的铁芯具有极易饱和的特性，其中很大的非周期分量使速饱和变流器的铁芯迅速严重饱和，励磁阻抗锐减，使得励磁涌流中几乎全部非周期分量及部分周期分量电流从速饱和变流器的一次侧绕组通过，变换到二次侧绕组的电流就很小，差动保护就不会动作。只要合理调节速饱和变流器一二次侧绕组匝数，就可以更好的消除励磁涌流对差动保护的影响。 图1 接入速饱和变流器

继电保护简答题

1.具有制动特性的差动继电器能够提高灵敏度的原因：流入差动继电器的不平衡电流与变 压器外部故障时的穿越电流有关。穿越电流越大，不平衡电流也越大，具有制动特性的差动继电器正式利用这个特点，在差动继电器中引入一个能够反应变压器穿越电流大小的制动电流，继电器的动作电流不再是按躲过最大穿越电流整定，而是根据实际的穿越电流自动调整。 2.最大制动比：差动继电器动作电流I set.max和制动电流Ires.max之比。 3.三相重合考虑两侧电源同期问题的原因：三相重合时，无论什么故障均要切除三相故障， 当系统网架结构薄弱时，两侧电源在断路器跳闸以后可能失去同步，故需要考虑两侧电源的同期问题。 4.单相重合闸不需要考虑同期问题的原因：单相故障只跳单相，使两侧电源之间仍然保持 两相运行，一般是同步的，故不需考虑同期问题。 5.输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间不会误动的原因：系统振荡时 线路两侧通过同一个电流，与正常运行及外部故障时的情况一样，差动电流为量值较小的不平衡电流，制动电流较大，选取适当的制动特性，就会保证不误动作；非全相运行时，线路两侧电流也为同一个电流，电流纵联差动保护也不会误动作。 6.负荷阻抗：指电力系统正常运行时，保护安装处的电压（近似为额定电压）与电流（负 荷电流）的比值。正常运行时电压较高、电流较小、功率因数高，负荷阻抗量值较大。 7.短路阻抗：指电力系统发生短路时，保护安装处电压变为母线残余电压，电流变为短路 电流，此时测量电压与测量电流的比值。即保护安装处与短路点之间一段线路的阻抗，其值较小，阻抗角较大。 8.系统等值阻抗：单个电源供电时为保护安装处与背侧电源点之间电力元件的阻抗和；多 个电源供电时为保护安装处断路器断开的情况下，其所连接母线处的戴维南等值阻抗。 即系统等值电动势与短路电流的比值，一般通过等值、简化的方法求出。 9.继电保护装置及其作用：指能反应电力系统中设备发生故障或不正常运行状态，并动作 于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。其作用：①电力系统正常运行时不动作；②电力系统不正常运行时发出报警信号，通知工作人员处理，使其尽快恢复正常运行；③电力系统故障时，甄别出发生故障的电力设备，并向故障点与电源点之间、最靠近故障点的断路器发出跳闸指令，将故障部分与电网其他部分隔离。 10.构成距离保护必须用各种环上的电压、电流作为测量电压和电流的原因：在三相电力系 统中，任何一相的测量电压与测量电流之比都能算出一个测量阻抗，但是只有故障环上的测量电压、电流之间才满足关系U m=I m Z m=I m Z k=I m Z1L k，即由它们算出的测量阻抗才等于短路阻抗，才能够正确反应故障点到保护安装处的距离。用非故障环上的测量电压、电流也可算出一个测量阻抗，但它与故障距离之间没有直接的关系，不能正确反应故障距离，故不能构成距离保护。 11.变压器纵联差动保护中，不平衡电流产生的原因：①变压器两侧电流互感器的计算变比 与实际变比不一致；②变压器带负荷调节分接头；③电流互感器有传变误差；④变压器的励磁电流。 12.变压器的故障状态及应装设的保护：①油外故障：套管和引出线上发生相间短路及接地 短路；（电流速断保护、纵联差动保护）②油内故障：相间短路，接地短路，匝间短路及铁芯的烧损等；（瓦斯保护、电流速断保护、纵联差动保护） 13.励磁涌流产生原因及相关因素：变压器空载投入或外部故障切除后，电压恢复时，变压 器电压从零或很小的数值上升到运行电压，这个电压上升的暂态过程中，变压器可能会严重饱和，产生很大的暂态励磁电流——励磁涌流；它与变压器的额定容量、电压幅值、合闸角以及铁芯剩磁有关。