变压器励磁涌流仿真初步分析
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1 引言
变压器的励磁电流仅流经变压器一侧。
在正常情况下，此电流很小。
但是当合空载变压器时，则可能出现数值很大的励磁涌流，造成保护装置动作，开关跳闸。
2励磁涌流产生的原因
变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器。
在电能－磁能－电能能量转换过程中，需要建立一定的磁场。
在建立磁场的过程中，在变压器绕组中就要产生一定的励磁电流。
变压器绕组中的励磁电流和磁场的关系是由变压器铁芯的磁化特性所决定的。
变压器铁芯越饱和，产生磁场所需要的励磁电流就愈大。
若变压器在不利的瞬间合闸，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。
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。
；另外，如果合闸时铁芯还有剩磁Φ0，磁通Φ还会更大！实际运行中可达到2.7倍的Φm。
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。
3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。
励磁涌流对变压器差动保护的影响。
差动是用变压器原边和副边的电流计算差动电流的，在变压器正常运行时，励磁电流是很小的，当出现励磁涌流时，就不应该忽略励磁电流的影响，通常的做法是依靠各种判别条件来判别励磁涌流，可靠闭锁差动保护，其中判别方法就是利用以上特点来识别涌流。
比如采用二次谐波制动，波形对称原理，采用速饱和铁芯的差动继电器。
4 如何减少励磁涌流
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。
5 设计电路分析
附：三个DL保护开关的作用：
1、1DL起的作用就是对电源进行保护，即发电机组；
2、2DL起的作用就是对三相变压器进行保护；
3、3DL起的作用就是对母线加以保护。
6 原因分析
1）母联充电保护动作，说明是合闸瞬间电流过大；
2）变压器中低压侧开关均在备用状态，排除变压器区外故障；
3）变压器在冲击时，会产生幅值很大的励磁涌流；。
