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浅析变压器励磁涌流产生的原因摘要：变压器在整个电网中处于核心的地位，但是价格高昂的大型变压器在日常工作中有可能发生各项故障，一旦发生故障大型变压器缺乏替代措施就给带来严重的损失。
当前，只能用具有极高的灵敏性和选择性的纵联差动保护的方法来预防和保护变压器发生故障，然而，仍旧遇到很多的困难。
关键词：变压器励磁涌流电力系统在电力系统中变压器在整个电网中处于核心的地位，有着不可或缺的重要地位。
但是价格高昂的大型变压器在日常工作中有可能发生各项故障，一旦发生故障大型变压器缺乏替代措施就给带来严重的损失。
当前，只能用具有极高的灵敏性和选择性的纵联差动保护的方法来预防和保护变压器发生故障，然而，仍旧遇到很多的困难。
励磁涌流是一种暂态过程，指外部故障切除或者变压器空载投入时电压得以恢复。
出现高达6-8倍的励磁电流，它也是一种能够使变压器电源测电流互感器传到二次侧的暂态不平衡电流。
而类似这种可流入差动回路的情况往往会导致差动保护动作的发生。
介于此，分析研究励磁涌流是如何发生及发生时对变压器差动保护的影响和解决方案是非常有必要的。
一、变压器励磁涌流的产生及特点变压器励磁“涌流”现象是由于电源接通后变压器电压变动产生的一种现象。
具体可分为励磁起始涌流、电压恢复涌流、共振涌流这三种现象，它们的产生均是由不同电压变动就会造成程度不同的变压器励磁涌流现象。
1.1励磁起始涌流上面介绍的励磁起始涌流是指电力系统在变压器开始运行是进入的瞬态性的励磁电流。
而即使电力系统被切除，变压器运行也停止。
励磁电流也同时为零时，其铁心中的磁通也并不是瞬间归零的，而是有一段剩磁值，如果变压器再次通电时其磁值恰在磁通波形的最低谷，而剩磁ΦR为正值，那么这时变压器产生的磁通波形便不会从负最大值（-Φmax）开始，而是由剩磁ΦR开始。
在这种情况下，变压器才会产生瞬态励磁涌流，而且有很大的瞬态冲击现象。
1.2电压恢复涌流在清除变压器的外部故障时，变压器排除故障接通电流，电压恢复正常值的过程中产生的励磁涌流称为电压恢复涌流。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施变压器是电力系统中不可或缺的电气设备，用于提高或降低交流电压。
然而，在变压器的日常运行中，会产生一种特殊的电流——励磁涌流。
励磁涌流的产生原因、影响及抑制措施，一直是电气领域研究的焦点问题之一。
一、变压器励磁涌流的产生机理变压器励磁涌流是由于变压器在没有负载的情况下，一侧电源给定电压后，产生的瞬时电流波动引起的。
其产生的原因主要有两个方面。
1. 变压器自身磁化特性变压器是由铁芯、线圈等部件组成的，当交流电源施加在一侧线圈上时，铁芯上会产生一个磁通量，使得另一侧线圈中也会产生一定的电势。
在低频条件下，变压器的铁芯上的磁场在每个电源周期内都会发生磁化与去磁化过程，即由于铁芯饱和，磁通量无法瞬间变化，从而在每个周期内形成一个磁滞回线。
当电源供给的电压陡然由0V变化到正常值时，铁芯中的磁场并不会即刻达到稳态，从而导致瞬间电流的波动，造成产生励磁涌流。
2. 电源特性影响电源的内阻、电源的输出电压质量均会影响励磁涌流的产生。
电源内阻较大时，输出电压下降幅度较大，对于变压器来说，电流的波动幅度会更大。
同时，电源产生电压的质量也会影响励磁涌流，例如，电源输出电压存在10%、20%的谐波成分时，变压器励磁涌流的幅值会更大。
二、励磁涌流的影响变压器励磁涌流产生后，将会对变压器和电力系统的安全及稳定性产生影响。
1. 变压器内部温度升高励磁涌流的产生将会引起变压器内部电阻损耗增加，从而导致变压器温度升高。
严重情况下，会导致变压器绝缘材料老化、泄漏及烧毁等事故发生。
2. 电力系统不稳定励磁涌流的存在会造成系统电压波动，电力系统的稳定性得不到保障，从而会降低其工作效率，甚至带来负面的经济损失。
三、励磁涌流的抑制措施为了避免励磁涌流带来的安全隐患及电力系统的不稳定性，有一些抑制措施可以采取。
1. 增加阻抗变压器防励磁涌流的一种常用方法是在变压器的一侧或两侧增加阻抗，这样可以限制励磁涌流的幅值并且控制其衰减时间。
变压器产生励磁涌流的原因1. 你知道吗，变压器产生励磁涌流的一个原因就是铁芯的饱和呀！就好比一个人吃撑了，再也吃不下更多东西一样，铁芯饱和了就会导致电流一下子涌出来。
比如说，家里的电器突然都打开，变压器就可能出现这种情况呢！2. 嘿，变压器产生励磁涌流还可能是因为合闸瞬间的电压突变呀！这就好像你跑步的时候突然被人推了一把，速度一下子就变快了。
像工厂里机器启动的瞬间，不就可能引发这样的情况嘛！3. 哇哦，绕组的电感也会让变压器产生励磁涌流呢！这就好像是道路上的一个弯道，会让车流的速度和方向发生变化。
比如大型电机启动时，不就类似这种情况嘛！4. 哎呀呀，变压器的剩磁也能引起励磁涌流呀！这就跟你心里一直记着一件事一样，会产生影响呢。
像有时候停电后再来电，就可能出现这样的问题哟！5. 嘿呀，合闸角也对励磁涌流有影响呢！这不就跟你进门的时机一样嘛，如果时机不对，可能就会有不一样的结果。
就像在特定的时刻合闸，就可能导致励磁涌流增大呢！6. 哇，变压器的铁芯材质也有关系哦！这就好像不同材质的锅，做饭的效果不一样。
比如铁芯材质不太好的变压器，就更容易出现励磁涌流啦！7. 你想想看，变压器的匝数也能让它产生励磁涌流呀！就像一群人排队，人数不一样效果也不同。
匝数不合理的时候，可不就容易有这个问题嘛！8. 哎呀，系统的阻抗也会影响变压器的励磁涌流呢！这就好像路上的阻碍，会改变车流的情况。
当系统阻抗小的时候，励磁涌流可能就会比较大呢！9. 嘿，变压器自身的特性也能导致励磁涌流呢！就如同每个人都有自己的脾气一样。
有些变压器就是容易出现这种情况呀！10. 哇塞，外部的干扰因素也会让变压器产生励磁涌流呢！这就好比平静的水面被扔了一块石头，会泛起涟漪。
像附近有大的电磁干扰时，不就可能这样嘛！我觉得啊，了解这些原因对于我们更好地使用和维护变压器真是太重要啦！。
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dtd N ue Φ-==11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112wN 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wt 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 图图图图图图图图图图图图tu ϕμI μI rφ(a) 图图图图图图图图图图图图图(b) 图图图图图图图图图图,图图图图图图图图(c) 图图图图图图图图图图(d) 图图图图图图图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∑∑=-=023m mS 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，∑∑∑+=-=-+023m 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。
湖南工业职业技术学院学报第4期2015年2015-6-9刘文博（1981-），男，福建福州人，福建水利电力职业技术学院，研究方向：电力。
［收稿日期］［作者简介］刘文博(福建水利电力职业技术学院，福建永安，366000)变压器励磁涌流的形成机理与仿真实验［摘要］本文对变压器励磁涌流的形成及影响因素进行了分析，结合ＡＴＰ－ＥＭＴＰ仿真软件，以“路”的观点建立暂态模型，通过改变相关参量，研究励磁涌流的成因与特点。
［关键词］励磁涌流；变压器；电流；磁通；饱和［中图分类号］TM 407［文献标识码］Ａ［文章编号］1671-5004（2015）04-0014-0３ＦｏｍａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＥｘｃｉｔａｔｉｏｎＩｎｒｕｓｈＣｕｒｒｅｎｔｏｆＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒLIU Wenbo(Fujian water conservancy and electric power of Career Technical College,Yong'an366000,Fujian)［Ａｂｓｔｒａｃｔ］This paper analyzes the cause and influence factors of excitation inrush current of bining with theATP -EM TP simulation software,the transient model is set up in the “road ”perspective.By changing the relative parameters,the causes and characteristics of excitation inrush current are researched.［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］excitation inrush current;transformer;current;magnetic flux;saturation １引言电力变压器稳态运行下，励磁电流很小，仅有额定电流的1%-2%，但是在空载合闸并入电网或者外部故障后电压恢复时，会存在数值过大的励磁涌流，该数值会大大超过额定电流的数值，而且波形畸变严重。
变压器的励磁涌流产生原因及特点
产生原因：
1.铁芯非线性特性：在励磁过程中，铁芯会经历从饱和到非饱和的过程，而在饱和和非饱和状态下，铁芯的磁导率存在较大的差异。
当励磁电
流突变时，铁芯的饱和状态发生变化，导致磁通密度的非线性变化，进而
产生励磁涌流。
2.电压突变：在电压突变的瞬间，变压器的磁通密度变化较大，导致
涌流现象的出现。
特点：
1.波动范围大：励磁涌流的幅值会随着励磁电流的大小和励磁电源特
性的不同而变化。
通常情况下，励磁涌流的波动幅值会比较大，但是短暂，并且随着时间的推移会逐渐回归正常工作状态。
2.涌流时间短：励磁涌流一般持续的时间比较短暂，通常在数十毫秒
到数百毫秒之间。
3.作用范围广：励磁涌流会对整个变压器回路产生影响，不仅会造成
励磁线圈中的涌流，也会对次级绕组和电网产生影响。
4.会影响电机和负载设备：励磁涌流在电机和负载设备上产生的过电
压和过电流可能会导致电机和负载设备的损坏。
5.会引起设备振动和噪声：励磁涌流会引起变压器的振动和噪声，对
设备和周围环境造成不良影响。
励磁涌流对变压器和电网的影响是不可忽视的，因此在实际应用中需
要采取一些措施来限制和减小励磁涌流的影响，例如采用特殊的励磁变压
器、引入励磁涌流限制电抗器等。
此外，合理调整变压器的设计和励磁电源的参数也能有效减小励磁涌流的幅值和时间。
变压器励磁涌流原理变压器励磁涌流的产生是由于变压器的铁心在初次通电时，由于铁心上残余磁场的存在，电磁感应作用产生一个瞬时电势，导致励磁电流瞬时增大。
另外，变压器柔性铁芯中的有机冷却剂（如油）的热膨胀现象，也会引起涌流的产生。
通常情况下，励磁涌流的持续时间大约为数十至数百毫秒。
励磁涌流会产生一些不良影响，主要有以下几点：1.变压器的励磁涌流会使变压器的输入电流瞬间增大，导致电网负荷增加。
在电网的规划和运行中，通常需要预留一定的电流裕度以应对励磁涌流的增加，这样会导致电网资源的浪费。
2.励磁涌流还会导致变压器线圈的电压降低，甚至可能引起电压的波动，影响变压器的正常工作。
瞬时电压降低可以导致一些与用户的设备断开连接，从而导致设备的故障和停机。
3.变压器励磁涌流还会产生较大的瞬时电流，使变压器和供电设备的绝缘强度受到挑战。
长期以来，过大的涌流会导致绝缘系统的老化和破坏，甚至引发短路故障，严重影响电力供应的质量和可靠性。
为了减小和控制励磁涌流1.在变压器设计和制造过程中，通过优化变压器的铁心结构和材料，降低励磁电流的瞬时增加，从而减小励磁涌流。
2.通过合理的变压器接线方式和转换设备的设备保护装置，实施逐级励磁、逐级负荷并行运行、多变压器群控等措施，来减小励磁涌流对电网的冲击。
3.应用先进的励磁系统，如智能励磁控制技术、励磁变压器的多种调整和优化方案，并加强变压器的维护管理，提高励磁系统和变压器的可靠性和稳定性。
总之，励磁涌流是变压器中存在的一种不良电气现象。
通过优化设计、合理布置和维护管理，可以有效地减小和控制励磁涌流，从而保证变压器和电力系统的正常运行。
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 Angle1、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。
Transformer is a kind of based on electromagnetic induction principle and static element, is used in ac transmission system voltage transformation of the important electrical equipment. When close the circuit breaker to charging transformer, sometimes, can be observed in transformer ammeter pointer has great swing, then quickly return to normal no-load current value, the impact current is usually referred to as the excitation inrush current.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。
Transformer excitation inrush current, on the whole, have the following characteristics: first, the waveform in spire shape, that it contains quite the aperiodic component and high harmonic components, the high harmonics is given priority to with two times/ /and three times, and, over time, the second harmonic content could be more than one phase of the fundamental component for more than half. Second, excitation inrush current amplitude is directly related to early transformer no-load input voltage phase Angle. For single-phase transformer, when a zero input voltage, excitation inrush current amplitude is the largest. Due to three-phase transformer and the 120 degree phase difference, so the flow also is not the same. Third, in the first few waveform, the flow will appear discontinuous Angle. Fourth, the inrush current decay time constant and transformer impedance, capacity and core materials are related.2、励磁涌流产生机理2, the mechanism of excitation inrush current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。
Transformer excitation inrush current is caused by the transformer core saturation. Unsaturated in core, core slope of the curve is very big, exciting current approximate to zero; Once the iron core saturation, magnetization curve slope decreases and current with magnetic flux linear growth, eventually evolved into excitation inrush current.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：The excitation inrush current in single-phase transformer no-load closing, for example analysis mechanism. A transformer at time t equals zero switching, is applied to the voltage in transformer is: （1）又，变压器电压与磁通间的关系为：（2）Again, the voltage transformer with magnetic: on the relationship between (2)故：（3）Reason: (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。
Type (3) the first type is the steady state flux, after two type for transient magnetic flux, as the core remanence, associated with the voltage of switching time.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。
Plan and cost and technology, modern commonly used power transformer saturation magnetic flux generally set at 1.15 ~ 1.15, and the transformer operating voltage in general should not exceed 10% of the rated voltage. Steady state when the normal operation of the transformer magnetic flux, therefore, will not exceed saturated magnetic flux, the iron core is not saturated. But in the transient process, such as transformer no-load closing, as a result of the action of remanent magnetism, operation flux is likely greater than the saturation magnetic flux, resulting in saturation of transformer. , for example, is the most severe voltage zero point, switch, if the core remanence, aperiodic flux for after half a cycle, the flux reached, will be greater than the saturation magnetic flux, causing serious saturation transformer.3、抑制措施3, inhibiting measures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。
