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
三相变压器的励磁涌流和和应涌流的仿真 分析
三相变压器的励磁涌流和和应涌流的仿真分析 摘要:简单地介绍了PSCAD电磁仿真软件，论述了励磁涌流以及和应涌流产生的机理，搭建了仿真模型，得到了空载合闸时的涌流波形，并主要对影响励磁涌流的因素进行了分析研究，其结果与理论分析相吻合，表明利用PSCAD 能够有效地对变压器励磁涌流和和应涌流的仿真，为变压器保护的算法研究提供基础，最后提出了鉴别励磁涌流的新兴技术，进一步提高了电力系统的稳定性、可靠性，同时对智能电网的发展起到很大的促进作用。 关键词:PSCAD；励磁涌流；空载合闸；仿真研究 随着社会的不断发展，电力行业的飞跃进步的同时，电力变压器是发电厂和变电站中的主要电气设备, 对电力系统的安全稳定运行起着十分重要的作用[1]。但由于变压器空载合闸过程中所产生的励磁涌流以及和应涌流对继保产生的误动作使得电力系统稳定性遭到破坏，所以有必要对变压器励磁涌流进行分析研究，而PSCAD能够很好的对电力系统进行建模分析和研究，从而可以提高系统的稳定性和可靠性。 PSCAD是一款电磁暂态软件包，它由很多可视化模块组成，具有较完善的模型库，主要研究电力系统的暂态过程，对电力系统时域和频率进行快速而又准确的仿真分析[2-3]。 1 励磁涌流的产生机理 变压器正常运行和外部故障时不会饱和，励磁涌流一般不会超过电力系统稳定运行额定电流的2%-5%，从而对纵差动保护的影响可以忽略。当变压器空载投入或者外部故障切除后电压恢复时, 变压器电压从零或很小的值突然上升到运行电压。在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
电力变压器状态评估及故障诊断方法 发表时间：2017-05-26T15:26:45.210Z 来源：《电力设备》2017年第5期作者：李东 [导读] 摘要：电力变压器是我国电力系统中的核心设备，其运行状态直接影响了整个电力系统的运行，是居民和工业用电的可靠保障。 （江苏省电力公司无锡供电公司 214000） 摘要：电力变压器是我国电力系统中的核心设备，其运行状态直接影响了整个电力系统的运行，是居民和工业用电的可靠保障。电力变压器已广泛应用于电力系统中，如何对电力变压器的运行状态和故障的现象进行准确地掌握和判断，并及时采取正确的措施进行处理，对于提高电力系统运行的安全性、可靠性和经济性具有非常重要的意义。因此在建设电力系统时，一定要采购质量过硬，运行可靠的变压器，同时还要对变压器的运行状态参数进行检测，及时发现和预测变压器可能出现的故障，提前采取措施，避免发生事故。 关键词：电力变压器；状态评估；故障诊断方法 1 引言 电力变压器已广泛应用于电力系统中，是电力系统中重要的设备之一。因此，如何对电力变压器的运行状态和故障的现象进行准确地掌握和判断，并及时采取正确的措施进行处理，对于提高电力系统运行的安全性、可靠性和经济性具有非常重要的意义。由于变压器的绝缘材料长期工作在高温高压条件下，其物理、化学和机电等各方面的性能逐渐下降，导致绝缘损坏，进而造成事故的发生。引发变压器故障和事故的原因是多方面的，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化，已成为导致变压器发生故障的主要因素。 2 电力变压器评估需要的状态参量 电力系统的变压器运行状态的正常与否，可以通过变压器的运行状态参数来判断，因此研究变压器的运行状态参数，就非常有必要。通过研究分析变压器的运行状态参数，不仅可以判断其运行状态，还能预测变压器的使用寿命，以便于提早做计划。下面介绍几种分析判断变压器运行状态参数的方法：电力变压器的电气试验项目。通过电气试验可以获得系统中变压器的一些绝缘及电气参数，通过这些参数可以判断出设备的运行状态包括电流、电阻、发热量、功耗等。油气中溶解的气体。变压器都是工作在油箱中，被导热油淹没。通过放射性映射功能来检测油的挥发气体可以判断变压器的运行状态，主要是通过空气中油气的比重根据相关的公式来获得变压器参数。其他因素。前面两种方式是监控变压器状态的主要手段，其他的方法都可以归结为其他因素，主要包括设备的备件属性、设备运行记录、设备工作环境记录等。通过对这些参数和数据的收集分析，可以得到变压器的运行状态，预测其可以发生的潜在隐患。 3 电力变压器状态评估方法 3.1 油色谱分析判断 若变压器油色谱分析有异常时，可采用的针对性检测方法有：检测变压器绕组的直流电阻，铁芯的绝缘电阻和铁芯接地电流，空载损耗和空载电流，在运行中进行油色谱和局部放电追踪监测，检查变压器潜油泵及相关附件运行中的状态，用红外测温仪检测运行中变压器的油箱表面温度分布及套管端部接头温度，进行绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗、泄露电流等绝缘特性试验，绝缘油的击穿电压、油介质损耗、油中含水量、油中含气量等检测，变压器运行或停电后的局部放电检测，绝缘油中糖醛含量及绝缘纸材聚合度检测，交流耐压试验检测。 3.2 温度检测 通过对变压器本身及辅助设备的温度进行监测，可以及时发现变压器的工作状态是否稳定。变压器的温度最直接可以通过检测导热油色谱来判断。 3.3 测量局部放电量实验 变压器的局部放电量实验主要有两种方式：带电监测和停电监测。不停电监测所采用的方法有超声法和电测法，这两种方法可以在不影响变压器正常运行的情况下进行，超声波法就是通过监测局部放电产生的超声波信号，电测法监测的是局部放电产生的电脉冲信号。停电监测的方法就非常容易理解了，具体方式跟前面提到的试验相似。测量局部放电量实验只能从定性角度进行监测，在定量方面还无法做到足够的准确性。 3.4 变压器振动及噪声异常 若发现变压器振动及噪声异常，则要进行振动检测，噪声检测，油色谱分析，变压器阻抗电压测量，进行空载试验，测量三相空载电流和空载损耗值，以此判断变压器的铁芯硅钢片之间有无故障或磁路有无短路以及绕组短路故障等现象。 4 电力变压器故障的诊断方法 4.1 变压器漏油 变压器漏油是一个对变压器安全运行造成巨大影响的事故，如果发生漏油，将直接导致变压器运行瘫痪，产生环境污染，给企业带来巨大的经济损失，影响国民经济生活。变压器漏油根据大量的经验总结，主要发生在两个位置，一个是油箱的焊接处，一个是油箱的防爆管。防爆管由于结构中存在一个玻璃膜，在变压器运行时产生震动，震动会将玻璃膜震破碎，如果不能及时发现，就会造成漏油的后果。因此后期可以通过加装调压阀来取消安装防爆管所带来的隐患。焊接处漏油往往是因为焊接质量不过关造成，因此一方面要加强焊接工艺，另一方面要加强巡检，及时发现及时处理。 4.2 变压器接头过热 变压器在设计时就按照接头过热，自动熔断的机制进行设计，这是一种保护变压器不被烧坏的方式。但是为了让变压器在发生接头过热后，能继续恢复工作，可以用下面两种方法：普通链接。虽然变压器的设计是过热熔断，但是变压器工作起来难免发热，因此需要对接头的过热熔断机制接头换成普通连接，这样就能保证过热也能连接，使变压器继续工作。铜质或铝质的电线连接变压器的接头都是采用的铜材质，但是铜材质在潮湿的环境内会发生电解反应，所以同接头无法与铝接头相连接，所有可以通过给变压器加装一端铜接头一端铝接头的接线，就可以解决连接问题。 4.3 变压器铁芯多处接地 根据国家标准规定，电力变压器的铁芯位置，只允许有一个位置接地，如果铁芯的接地位置超过一个，就会使铁芯停止工作，导致变压器不能正常运行。针对变压器铁芯出现多处接地的现象，可以通过对铁芯和变压器油箱上施加直流电冲击，将接地线全部烧断，为了确保接地线完全烧断，可以多次电冲击。另外就是停机，打开油箱检测，发现多余的接地线，剪除多余的接地线。
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
电力变压器状态评估及故障诊断方法研究杜育红 发表时间：2018-12-24T17:03:13.040Z 来源：《基层建设》2018年第32期作者：杜育红杜爽[导读] 摘要：负责转换电网能量以及传输电网能量的电力变压器，在整个电力传输系统中占据着很重要的地位。 沈阳昊诚电气有限公司辽宁沈阳 110027 摘要：负责转换电网能量以及传输电网能量的电力变压器，在整个电力传输系统中占据着很重要的地位。不难发现，电力变压器的稳定性能和可靠性会影响到电力输送网的稳定性以及安全性。所以，在对输电系统进行建设的时候就必须要选择那些质量好的变压器，除此之外还要保证定期对变压器进行检查、修复工作，只有这样才能够保证电力变压器正常工作。在本文中，在使用电力变压器所需的状态参 数作为评估基础的同时，还描述了经常使用的几种方法，最后，描述了几种诊断变压器故障的方法，希望可以提供一些帮助。 关键词：变压器；故障诊断；研究方法；状态评估我国的电网处于飞速发展的状态，因此就有着越来越多先进的变压器被引用到电网的工作中，比如说：大容量变压器。电力变压器在电力系统中饰演着十分重要的角色，无论是在运输方面还是安装方面可能对变压器造成破坏。这就会对电力系统带来一定的损害，这就会导致不能及时供电，进而给人民的经济财产安全带来一定的损失。因此，要想保证变压器具有一定足够的可靠性，就必须要做好相应的维护工作。 一、电力变压器评估所需的状态参数 只有在分析和研究了电力变压器的状态参量，分析和判断了其中的数据之后，才能得知变压器的使用寿命，之后所进行的工作才能保证电力变压器可以处于正常运行的工作状态。但是这些内容仅仅依靠几个单一的参量是不能达到理想状态的，因此这就会用到多个状态参量，进而得出科学的分析，下面是几个方面的分析内容： 1.1电气试验项目 电力变压器的电气试验项目主要包括但不限于以下参数：电阻变压器的电阻、吸热比、泄露电流等，电力变压器的电气以及绝缘特性依次由这些参数反映出来。此外，电力变压器有16个项实验项目，主要包括：非纯瓷套管的试验、相位检查、绕组连同套管的交流耐压试验、噪音测量等等。 1.2油气中溶解的气体 在使用电力变压器时，会用到一个系统---神经网络非放射性系统，它主要通过借助油中气体的体积分数来完成对电力变压器状态参数的一个统计，这样做是因为可以借助油中的气体来观察电力变压器的工作状态。 1.3其他参量 除评估状态的参数外，还有一些其他可以反应电力变压器的数据，这些数据也可以评估出变压器的工作情况。比如说，通过检修电力变压器得来的数据，除此之外还有电力变压器在运行时的各种资料，工作的环境等等。这里所说的运行的资料主要有电力变压器在工作时体现出的温度、变压器的载荷情况等等。工作环境主要有温度、湿度以及环境的污染程度，在部件的运行状态则主要包括其是否可以正常使用。 二、评估电力变压器状态几种研究方法 要想保证可以有评估电力变压器时有全面的结果，就要对评估状态有一定的专业判断，通常会借助以下几种方法来完成评估： 2.1分析油中的色谱图确定工作状态 通过这种方法，我们可以分析电力变压器是否有局部受热过多或者放电问题出现，这种方法美中不足的就是不能够反映出因为绕组出现问题而导致局部受热过多或者放电的问题。但是，这种方法有着比直接测量的方法更为准确的测量结果。 2.2分析水分来确定工作状态 这种方法主要用来检测储油柜或者油箱中的水分，除了这种方法，还可以采用检测纸绝缘的方法来检测其中油箱中的水分。 2.3分析检测温度来确定工作状态 在对油箱表面或者套管的温度进行检测时可以使用温度计，同样还可以借助红外测温仪来进行测量，这种方法较前两种方法更为简单，并且获取的数据也相对有效，电力变压器的温度会受到绕组线圈电阻和铁心电流的影响，其温度也会通过这两点表现出来。 2.4分析和检测变压器的位移和形变，确定工作状态 有两种方法可以检测电力变压器的位移和形变。一是停电时，对绕组的阻抗值参数进行检测，进而大致估计绕组发生形变的范围是多少；二是采用故障录波的方法，这种方法是通过测量在出口处出现短路时会持续的时间以及电流的变化情况，进而确定电力变压器的位移和形变。 2.5分析测量局部放电的实验 变压器测量局部放电的实验主要会用到两种方法：一是带电检测，二是停电检测。前者会用到超声法以及电测法，这两种方法在使用时均不会影响电力变压器的运行，超声波法用到的是超声波信号，而电测法用到的则是电脉冲信号；后者就是在断电时进行检测，具体内容同前面所说的是类似的。这种方法只是从定性的角度展开了研究分析，在定量方面还没有足够的准确性。 三、诊断电力变压器故障的方法 3.1变压器漏油 变压器漏油不仅仅会给企业造成一定的损失，而且还会对周围的环境造成污染，这就会防止变压器的正常工作，漏油的主要原因如下：一是焊接处发生漏油，这种情况需要对焊接点进行重新焊接工作，如果焊接位置是两个面的，为了方便焊接，可以将焊接板处理成纺锤的形状，如果焊接位置是三个面的，可以将其焊接成三角形的；其次是防爆管漏油，防爆管主要用来保护变压器，但是因为其特殊的材料，很容易出现破裂的情况。如果发生这种情况可以拆下防爆管，并可以修改电力变压器泄压阀。 3.2变压器铁心多处接地的情况 按照要求，变压器要保证只有一处接地，否则会致使变压器出现故障。因此，可以采用直流电流冲击法断开铁丝上的接地线，并且在铁心和燃料箱之间连接直流电，之后对其进行冲击就可以烧断其接地线，或者打开油箱查看接地线。 3.3接头过热产生
: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。
电力变压器状态评估及故障诊断方法研究程智鹏 发表时间：2018-03-09T11:15:07.613Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：程智鹏[导读] 摘要：电力变压器在电力传输系统中占据重要地位，其工作是负责电网中的能量转换和能量传输，所以电力输送网能否具有良好的稳定性和安全性很大程度上取决于电力变压器是否稳定可靠。 （国网冀北电力有限公司检修分公司北京市 102488） 摘要：电力变压器在电力传输系统中占据重要地位，其工作是负责电网中的能量转换和能量传输，所以电力输送网能否具有良好的稳定性和安全性很大程度上取决于电力变压器是否稳定可靠。因此实际的输电系统建设中，需要选择质量比较可靠的变压器，另外还需要随时对变压器的运行状态做好监控和评估工作，对变压器产生的故障做好随时修复的准备，从而确保变压器能够稳定工作。文章论述了几种电力变压器故障的诊断方法，望能给读者提供一些参考。 关键词：电力变压器；状态评估；故障诊断 以往电力企业都会采用定期检修和预防性试验等方法对电力变压器故障进行预防，这样虽然能够提前预防到故障的发生并加以阻止，但是采取这种检修模式会增加变压器的停电次数，以至于影响电力系统的稳定和可靠运行。如果采取状态评估和故障诊断方法进行变压器检修，就可以使这些问题得到解决。因此，有必要对电力变压器状态评估和故障诊断方法进行研究，以便促进电力企业的发展。 一电力变压器状态评估研究现状 电力变压器状态评估是状态检修的基础，对运行中的电力变压器健康状态进行有效地评估是当今国内外研究的热点问题之一。目前的评估方法多集中在定性评估，没有更细致地进行相对优劣的划分，一直没有可靠准确的状态评估体系，不利于状态检修工作的实施。目前国内外对该方面研究已经取得了一定的成果，但也存在一定的不足。如以模糊学习矢量量化网络作为变压器状态评估的决策支持系统，用一个模糊分类将DGA数据划分为不同的子类，对每个类分别用一个模糊学习矢量量化网络进行训练，以提高评估的正确率。这样效果优于以前的模糊诊断和BP神经网络法，但评估结果的可靠性和有效性有所降低。 二电力变压器状态评估 2.1评估的状态参量 想要对电力变压器的状态进行评估，首先要评估变压器的状态参量，这样能够对变压器的使用寿命有一个初步的了解，还能对变压器能否正常运行做出科学的分析。分析状态参量首先需要对电力变压器电阻、介质损耗和泄露电流等电气参数进行评估。获取这些参数需要进行变压器的电气试验，根据实验结果分析参数，才能得到变压器的电气性能和绝缘性能。由于变压器油中的气体可以进行变压器运行状态信息的反映，所以需要对变压器油中各气体体积分数进行计算，通常采取神经网络映射功能计算的方法，去了解变压器运行状态。 2.2评估的具体方法 想要全面评估变压器状态，还需要采取适当的方法。例如色谱图分析法可以对变压器油中气体的色谱图进行分析，从而发现变压器是否存在局部过热或者放电现象，继而了解变压器的运行状态。相较于直接测量变压器电阻，采用色谱图分析法可以更准确的判断变压器是否出现局部放电等问题。但是有一点需要注意，这个方法无法判断因绕组变形而产生的局部放电或过热问题。测量变压器纸绝缘中水分含量可以采用检测储油柜和油箱的水分含量来间接达到目的，以便于测量变压器铁芯及绕组的绝缘电阻。还可以采取电测法接收来自铁芯引下线的电脉冲信号，或者采用超声法接收油箱上的超声波信号去判断变压器是否出现了局部放电。 三电力变压器故障诊断方法 3.1漏油故障诊断 电力变压器在运行的过程中很容易出现漏油故障，一旦出现该故障，不仅会给输电单位带来经济损失，还会影响变压器运行的稳定性和安全性，并且给周围环境带去一些污染。常见的变压器漏油故障主要有两种，即防爆管漏油故障和油箱漏油故障。其中防爆管漏油是因为其内部玻璃膜结构受震动而出现破裂。防爆管本身的作用是进行变压器油箱的保护，如不及时更换破裂的玻璃膜将导致其中纸绝缘受潮，继而导致漏油故障发生。处理该故障需拆除防爆管，改装变压器压力释放阀门，这样才能解决问题。油箱漏油故障则一般来源于焊接处漏油，需要采用适合尺寸的铁板进行漏油点的焊接修补。 3.2铁芯接地故障诊断 变压器运行时电磁能量的传递主要依赖于铁芯和绕组，所以需要确保铁芯的质量，以便为变压器的稳定运行提供保障。然而实际上变压器铁芯总是会出现多点接地故障，从而影响到变压器稳定运行。依规范变压器铁芯只能有一个部位接地，一旦多点接地就会出现故障。检测中通常反应为铁芯绝缘电阻不合格，故障诊断时采用直流电刺激的方法即可，就是先将铁芯上的接地线全部拆除，然后利用直流电对铁芯和油箱之间器件进行刺激，多次刺激后多余的接地线将会被烧掉。此外还可以直接打开油箱进行故障检测并根据检测结果进行多余接地线的拆除。 3.3接头过热故障诊断 接头过热故障在电力变压器运行时很容易发生，一旦多次产生便会导致接头被烧断，继而影响变压器的正常运行。诊断接头过热故障时首先要分析变压器接头材质，通常铜、铝制成的电线都会受到周围环境的影响，而变压器接头一般为铜质，一旦周围环境湿度较大，与铝制电线接触就容易产生化学反应导致接头过热。采用专用接头进行连接可以解决这一问题，同时采用普通连接方式，使得连接处为一个平面，并保持一定清洁度，这样能够有效避免接头过热故障的发生。 结束语 总之，电力变压器在运行过程中会出现很多复杂的障碍，如果能有效地评估变压器的运行状态，就能及时的避免一些障碍的发生，这就可以减少输电单位的经济损失，还能保证消费者稳定安全的用电。电力变压器状态评估和故障诊断的方法还有很多，这就需要电力工程人员结合先进的理论知识，在实践中不断探索。 参考文献 [1]石金光.电网远程运维管理系统的设计与实现[D].吉林大学，2017. [2]郑含博.电力变压器状态评估及故障诊断方法研究[D].重庆大学，2013. [3]郑娜.电力变压器状态评估和故障诊断的研究[D].华北电力大学（河北），2015.
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(211a wt U u += 由dt d N u e Φ -==1 1得： 在合闸瞬间在变压器铁芯中产生的磁通： )] cos([cos a wt a m +-Φ=Φ， 其中1 1 2wN U m = Φ 1）2 ,0π = =a t 时合闸： wt m sin Φ=Φ，马上进入稳态运行，没有励磁涌流。 2）0,0==a t 时合闸： '''cos ]cos 1[Φ+Φ=Φ-Φ=-Φ=Φwt wt m m m 从t=0经过半个周期w t π = ,Φ达最大值，m Φ=Φ2max 。可达稳态量2倍， 此时励磁电流f i 可达额定励磁电流100倍，即： Nf f i i 0100= 而额定励磁电流约等于额定电流的3%，即： N Nf i i %30= 所以：N f i i 3=。 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。 励磁涌流原理图 U1
图6-3 变压器励磁涌流的产生机理 t u ? μ I μ I φ (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
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+>S K S b 且t S S >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 ∑∑=-=0 23 m m S I T S 。+S 是相距半周的差动电流瞬时值之和的全周积分值，∑∑∑+=-=-+023 m 12m m S I I T S 。b K 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+>S K S b 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+>S K S b 的条件从而将保护闭锁。加t S S >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+>S K S b 条件。所以另加t S S >条件。式中t S 是门槛值，d e t I I .S α+=10。其中e I .10为固定门槛，e I 是TA 二次额定电流。d I α为浮动门槛，d I 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。
变压器励磁涌流 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。 变压器的容量、变压器安装地点与大电源的电气距离、电力系统容量的大小、由电源至变压器间电力系统的时间常数L/R值、变压器铁心特性及其设计时所用饱和磁通密度值、加压操作前变压器的剩磁值（residual flux残磁值）、加压操作时瞬间电压的相位角度。 1、励磁起始涌流（initial inrush) 当开始加压于变压器的最初瞬间，一瞬态性的励磁涌流，将由电力系统涌入变压器。在此情况下所产生的励磁涌流，称之为励磁起始涌流（initial inrush)。在停用变压器时，即使系统电压已被切断，而变压器的励磁涌流也已降为零，即ie=0时，但其铁心中的磁通并不随之降为零，而是沿着铁心的磁滞特性环（hysteresis loop），回降至某一程度的剩磁值（residual flux残磁值）。该值的大小与系统条件及操作情况均有关联。今假设变压器在上次断电时其剩磁值为ΦR，而当变压器再次操作电压时，其瞬间电压所产生的磁通波形恰与ΦR 连接。且平滑地持续以前的磁通波形继续下去。在此情况下的励磁涌流将无瞬态励磁过程。 假设当再次加电压于变压器的瞬间，其磁通值发生在磁通波形的（负）最大值处（－Φmax)。而此时的剩磁ΦR却为正值，且剩磁不会瞬间立刻消失。是以由加电压操作所新建的磁通波形不会是从其（－Φmax）值开始，而是从ΦR值开始。在此情况下产生的励磁涌流，将有极大的瞬态现象。 但由于断路器的投入时间是无法控制，所以实际上类似上面所说的无瞬态励磁过程几乎是不可能的。典型的励磁电流，其波形在最初数周内衰减甚速，然后逐渐减慢，其衰减速度是与电源系统的时间常数值（L/R）有关。即（L/R）值愈高衰减愈慢。故容量较大的变压器（L值相对较大），或变压器临近电源及发电机（R相对值较小）者，其励磁涌流衰减均较缓慢。事实上系统时间常数的L值并非固定，而是随变压器的饱和程度发生变化。在开始的数周波内饱和程度较高，L 值较小，故衰减较快。由于电阻在系统中起阻尼作用，而降低饱和的程度，L 值较大，故衰减变的缓慢。有时要经数秒甚至几分钟后才会衰减到正常值。 2、电压恢复涌流（recovery inrush) 当变压器外部故障清除后，在电压恢复至正常值的过程中，也会引起励磁涌流的现象。此种励磁涌流称为电压复原涌流（或再生涌流）。因在外部故障时变压器仍是部分加压，故一般的电压复原涌流均不如励磁起始涌流的严重。
变压器上一合上额定电压与额定频率的电源时，在空载的变压器合闸间，处于过渡过程的非对称合闸空载电流叫激磁涌流，作用时间很短，逐渐衰减到稳态空载电流，涌流峰值按指数曲线衰减，其时间常数为合闸侧绕组电感量与电阻量之比。小容量变压器在涌流时间常数较小，即很快过渡到稳态空载电流，而大容量变压器的涌流时间较大，要有一过程才过渡到稳态空载电流。 如果这个过程不导致变压器过流动作，一般没什么影响，如果导致变压器过流动作的话，一个可以适当增加过流动作电流，第二个重新投运一次。 当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时、变压器可能出现数储很大的励磁电(又称为励磁涌流＞。这是因为在稳态工作情况下，铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，如果空载合闸时，正好在电压瞬时值U＝0时接通电路，则铁心中应该具有磁通-Φm。但是由于铁心中的磁通不能突变，但此，将出现一个非周期分量的磁通+Φm。这样在经过半个周期以后，铁心中的磁通就达到2Φm，。如果铁心中还有剩兹通Φs，则总磁通将为2Φm +Φs，?吨，此时变压器的铁心严重饱和,励磁电流IL将剧烈增大，此电流就称为变压器的励磁涌流ILY．其数值最大可达额定电流的6—8倍，同时包含有大量的非周期分量和高次谐波分量，励磁涌流的大小和衰减时间，与外加电压的相位、铁心中剩磁的大小和方向、电源容量的大小、回路的阻抗以及变压器的容量的大小和铁心性质等都有关系。例如，正好在电压瞬时值为最大时合闸，就不会出现励磁涌流，而只有正常时的励磁电流。对三相变压器而言．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 变压器线圈中，励磁电流和磁通的关系，由磁化特性决定，铁芯愈饱合，产生一定的磁通所需要的励磁电流愈大。由于在正常情况下，铁芯中的磁通就已饱合，如在不利条件下合闸，铁芯中磁通密度最大值可达两倍的正常值，铁芯饱和将非常严重，使其导磁数减小，励磁电抗大大减小，因而励磁电流数值大增，由磁化特性决定的电流波形很尖，这个冲击电流可超过变压器额定电流的6--8倍。所以，由于变压器电、磁能的转换，合闸瞬间电压的相角，铁芯的饱合程度等，决定了变压器合闸时，有励磁涌流，励磁涌流的大小，将受到铁芯剩磁与合闸电压相角的影响。 1 低压电网短路电流的特点 低压电网发生短路时，电网运行将由正常工作状态过渡到短路状态，其短路电流曲线如图1 所示。
变压器励磁涌流特点及控制技术 【摘要】本文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，并给出了有效的控制技术。 【关键词】励磁涌流；二次谐波；变压器 1 变压器励磁涌流概念及特点 变压器是交流输电系统中用于电压变换的重要电气设备，是一种依据电磁感应原理制造而成的静止元件。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。 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°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。 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 控制技术 对于现场中常用的三相电力变压器，防止变压器励磁涌流引起差动保护的措施主要有以下几类。 3.1 采用速饱和中间变流器 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
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。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施 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 对于现场中常用的三相电力变压器，防止变压器励磁涌流引起差动保护的措施主要有以下几类。 3.1 采用速饱和中间变流器 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，如BCH-2型就是一种增强型速饱和中间变流器的差动保护。这种差动保护的核心部分是带短路线圈的饱和中间变流器和差动电流继电器。短路线圈的存在使得在具有非周期分量电流时继电器的动作电流大为增加，从而提高了躲避励磁涌流和外部短路时暂态不平衡电流的性能。采用BCH-2型差动保护要注意短路线圈匝数的确定匝数愈多躲避涌流的性能愈好，但内部短路时继电器的动作延时就长。对中小型变压器，由于励磁涌流倍数大，内部故障时非周期分量衰减快，对保护动作要求又较低，一般选较大的匝数，而对大型变压器，内部涌流倍数小，非周期分量衰减慢，又要求保护动作快，则应
变压器合闸时的励磁涌流 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
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