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变压器励磁涌流的危害及防护

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关键 词 ： 变压器 ； 励磁 涌流 ； 继 电保 护 ； 误 动 作 中图 分 类 号 ： Ｆ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ３ １ ９ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ２ ０ — ０ ２ ２ ２ — ０ ２
１ 引 言
变压器作为变 换交 流 电压 、 交 变 电流 和 阻抗 的器 件， 广泛应用于电力系统 中的发 电、 输 电和配 电等各个 环节 ， 变压器的运行状况及运行寿命备 受大家关 注 ， 因 为它关系着整个 电力系统是否 能够持续稳定 运行 。影
一 一 。
成 正 比， 相对较 小 ； 当变 压器 铁芯 的磁 通密 度较 高 时， 若铁芯磁通大 于饱和磁 通 ， 这 时的励磁 电流 ｉ 和磁 通 之间不再 时线性 关 系， 励 磁 电流 随着磁 通增加 而 迅速增加 ， 且励磁 电流 比磁 通增加 的速 度要快 。这里 应 当指 出， 主磁通和剩磁通无论在性 质上 ， 还是在 所起 的作用上都是不同的。 为分析变压器 的 电磁 本质 和运行 性能 ， 掌握 产生 励磁涌流的理论 ， 暂 以简 单 的单相 的变压 器为分 析对 象进行 ， 设合 闸时刻铁芯 中的剩磁 为 ， 回路 电压方程 式为 ：
缩短 。 针 对于三相 变压器 的空载投 入 ， 由于三相 电压 存
在 电位差 ， 三相铁 芯剩磁 不 同， 任 何 时刻 合 闸变压器 ， 至少在两项 中出现程度不 同的励 磁涌流 。由以上三个 方程式可 以看出 ， 合 闸时电压 波形的初相位 、 变压器铁 芯 的剩磁 、 变压 器电阻和电感 的 比值 、 变压器 的容量是 决定产生励磁涌 流大小 和性 质的 主要 因素 ， 另外 也 于 变压器 的内部结构及 接地 与否有关 。
响 变 压 器 安 全 运 行 的原 因很 多 ， 其 中变 压 器 的 材 料 和
制作工艺 、 流经变压器的系统短路 电流 、 操作过 电压或 雷击过 电压 、 变压 器在 高温 环境 下重 载运行 积 累的热 效应 、 变压器绝缘 材料 老化 以及 空载 合 闸变压器 产生 的励磁 涌流等原 因， 是 影 响变压 器运 行状况 及使 用寿 命 的主要 因素 。短 路 电流 、 过 电压对 危害变 压 器的最 芈＋Ｉ — Ｕ ｍ ｓ ｉ ｎ （ （ ｔ ， ｔ ＋Ｑ ） （ １ ） Ｑ 直接 、 最严 重的 ， 甚 至出现一次 的短路或过 电压就可 能 侧铁芯 中的磁通为 ： 损 坏变压器 ； 变压器 的热效应 、 材料的绝缘 老化和励磁 ｍＣ Ｏ Ｓ （ ｃ ｏ ｔ ＋ａ ） ＋ （ ＋ Ｃ Ｏ Ｓ Ｃ ￣ ） ｅ 一１ ＝ ｔ （ ２ ） 涌流等因素难 以一 次性 的破 坏变压 器 ， 但 是这 些现 场 频繁的出现在运行过程中 ， 其积 累效应也不容忽视 。 一ＬＩ ｍ一 Ｌ Ｕ ｍ （ ３ ） 变压器空载合 闸是 最常 见 的操 作 之一 ， 在 这个 过 程 中， 由于变压器 铁芯磁 通 的饱和 程度及 变压 器铁 芯 其中： ａ 为变 压器投 入时刻 电压初相 角 ； Ｒ为 变压 材料 曲线 的非线性特征 ， 在一定 的工作 条件下 ， 可能产 器绕组电阻 ； Ｌ为变压器绕组电感 。 生幅值相 当大 的励 磁 电流值 。励 磁 涌流 的产 生原 理 ， 方程 式 ２ 中 一 Ｃ Ｏ Ｓ（ ｔ ｏ ｔ ＋ａ ） 为 稳 态 磁 通； 励磁 涌流对变压 器及 供配 电 系统 的危 害 ， 以及 降低励 （ ＋ ｃ ｏ ｓ ａ ） ｅ － － — Ｋ ｔ 为维持合 闸瞬 间 （ ｔ ＝０ ） 磁 通 不 能 磁涌 流的危 害应 采取 的措施 等 问题 被 广泛 关 注 和研 发生突变而产生的暂态磁通 ， 这 是衰减 的非 周期量 ， 衰 究， 也是本 次讨论 的问题 。 减 时 间常 数 为 Ｒ ／ Ｌ 。由公式 可知 ， 当 电压 波 形 过 零 点 ２ 励磁涌流产生的原理分析 时刻 ， 如ｎ 一０时合 闸， 存在最 大 的磁通 西 ≈２ ＋ 由于变压器 导磁 材料 曲线 的非 线性 关 系 （ 如图 １ 变压器铁芯在正 常情况 下 ， 磁 通 已经 接 近饱和 磁 所示） ， 在一定电压 下磁化 电流的大小和波形 将取决 于 通 ， 当达到 最大 磁 通 时 ， 励 磁 电流 将 会成 指 数增 铁 芯 的饱 和 程 度 。 长 。励磁 电流 中含有 的直流分量和高次谐 波分量均 随 时间衰减 ， 持续时间随着 衰减时 间常数 为 Ｒ ／ Ｌ增加 而
变 压 器 励 磁 涌 流 的 危害 及 防护 பைடு நூலகம்
刘 贺
（ 中 国 民 用航 空 华 东地 区空 中交通 管理 局 安 徽 分 局 ， 安徽 合 肥 ２ ３ ０ ０ ５ １） 摘 要： 本 文主 要 阐述 了 为 降低 变压 器 空载 合 闸过 程 中产 生 的 励 磁 涌 流 ， 避 免 引起 继 保 装 置 的 误 动 作 、 电 能
３ 励 磁 涌流 产 生 的影 响
变压器 的励磁涌流 幅值 可达 变压器 额定 电流的 ６ １ ０倍 ， 且产生大量 的高次谐波分量 ， 所 以励磁涌流的 若 变 压 器 铁 芯 的磁 通 密 度 较 低 时 ， 磁 路 未 饱 和 的 情况下 ， 铁芯磁通小 于饱和磁 通时 ， 励 磁 电流ｉ 和磁 通 不 良影 响及危害 主要表现为 以下方 面 ： （ １ ） 峰值较 大且
质 量下降、 电力设备性 能下降， 根据 变压 器产生励磁 不能 突变的特 性 ， 通过 计算表述 变压 器的剩磁 、 合 闸相 位 角、 电阻与电感的比值等 因素对 变压 器励磁 涌流 的影响 。结合励磁 涌流的特 点， 提 出合理 的防护措施 ， 以达到有 效减
小 励磁 涌 流 幅值 的 办 法 。

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励磁涌流对继电保护的影响及避免措施

励磁涌流对继电保护的影响及避免措施

励磁涌流对继电保护的影响及避免措施摘要:变压器的励磁涌流是一个比较复杂的问题，还需要对其各涌流暂态过程、波形特点进行分析，采取合理的措施应对其系统影响。

本文主要从作者实际工作经验入手，分析励磁涌流对其继电保护影响，并且提出了应对的措施，希望对有关从业人员带来帮助。

关键词：励磁涌流；继电保护；措施前言：在小型的变电所投入试运行的时候，都会出现类似的故障，有一条或者是多条10kV出线在试送电开关合闸的时候，过流保护就动作，在不带线路，空合开关的时候，都可以进行依次成功。

经过分析得知，线路的变压器励磁涌流所造成的继电器保护误动作，下面就对其进行分析。

1 励磁涌流的产生及其特点的分析励磁涌流产生在变压器投入之后，绕组在磁路中的变压器就会出现偏磁的情况，这个情况实际上就是单极性的，就该磁通极性、投入前变压器剩磁极性实施比较分析，在相同的时候，就会出现稳态磁、剩磁、偏磁叠加，使得出现饱和磁路的情况，使得励磁的电抗绕组在地变压器的时候，出现比较大的励磁涌流情况。

1.2 励磁的涌流特点分析高次谐波的分量将会大量的存在励磁涌流中，主要电流是二次谐波分量，尖顶波则是变化曲线。

在三相变压器中存在着不同大小的二次谐波，但是就比较大的二次谐波至少存在着一相，励磁涌流的波形明显是偏于时间轴一侧，有着比较大的非周期分量电流。

励磁涌流的衰减常数、铁芯饱和程度有着直接的联系，饱和越深，电抗就越小，衰减就越快。

中小变压器涌流的倍数比较大，衰减就越快。

大型变压器涌流倍数比较小，衰减慢，励磁涌流并非是正弦波，呈现出尖顶波，相邻两个的波形监督，其宽度则是间断角的，间断角大小与其铁芯的饱和、磁通等有着直接影响。

1.3 励磁的涌流危害分析直流分量在励磁涌流的过程中，会过渡的将其电流互感器磁路实施磁化，对其测量的精准度有所影响，极易造成变压器的继电保护装置误动，影响到变压器差动保护，使得变压器投入运行的时候出现屡次出失败。

把电流接入到一台空载变压器上，使得生成磁力的涌流，造成电气内部的相邻连接电站运行变压器的涌流，出现误跳闸的情况，造成大面积停电事故。

大型变压器励磁涌流分析及保护误动预防措施

大型变压器励磁涌流分析及保护误动预防措施

大型变压器励磁涌流分析及保护误动预防措施摘要：本文从生产实际工作出发，较为详细地分析了变压器空载合闸过程中，产生励磁涌流及和应涌流的原因、特点，以及由此产生的影响，并提出了多种现场目前可以采取的防范措施。

关键词：变压器剩磁偏磁空载合闸励磁涌流和应涌流继电保护差动保护预防措施1.引言变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于电能的传输，是交流电输配系统中的重要电气设备。

当变压器空载合闸时，会产生很大的电流，通常被称为励磁涌流。

目前国内外的大型发电企业电气接线方式多是同一高压母线上级联多台变压器为主。

在这种接线方式下，当一台变压器空载合闸时，其产生的励磁涌流容易引起运行中的主变压器及其级联的高压厂用变压器、甚至发电机继电保护装置出现保护误动引起机组或发变组跳闸。

本文深入分析了变压器空投时励磁涌流产生的原因，并提出了降低励磁涌流的常用措施，以及励磁涌流产生后，防止继电保护装置误动的预防措施。

2.励磁涌流及和应涌流产生的原因分析当电厂或变电站内母线上设计连接两台或多台大型变压器时，如果其中一台变压器进行空载合闸，在该变压器铁芯中将产生各种磁通，这些磁通主要是指稳态磁通、偏磁和剩磁。

其中，稳态磁通的数值和电源电压有关。

2.1 偏磁产生的原因分析变压器任一侧绕组感受电压突变的瞬间，根据磁链守恒定律（楞次定律），任何电感线圈磁路中的磁链将维持不变。

由此可写出初级绕组的电压方程U1=i1R1+N1（1.1）R1为初级绕组的电阻，当电压U1为正弦函数时，其表达式为：（1.2）α为 t=0时U1的初相角，如忽略电阻R1，则U1的表达式改写为：（1.3）求解微分方程得到磁通Φ的表达式为：（1.4）式中为磁通的幅值式（1.4）给出了无损变压器磁路中的磁通与合闸角α的关系，可得出在t=0时，电压初相角α与磁通Φ的关系如下：（1）当时即电源投入瞬间变压器磁路中的磁通Φ立即进入与电源电压相同正弦波形的稳态值。

（2）当α=0时即电源投入瞬间变压器磁路中的磁通除了含有余弦波形的稳态值-ΦmCosωt 磁通外，还有一个数值为稳态磁通幅值Φm的偏磁Φp。

变压器励磁涌流及其主要危害

变压器励磁涌流及其主要危害

变压器励磁涌流及其主要危害
电容器合闸投运瞬间即产生励磁涌流或者叫合闸涌流，因为在电容器第一次合闸投运瞬间电容器处于未充电状态,其流入电容器的电流,只受其回路阻抗的限制。

由于该时回路状态接近于短路,回路的阻抗很小,因此将产生很大的冲击合闸涌流流入电容器。

若在电容器切除退出运行后,未经充分放电再次合闸,则合闸产生的涌流为未充电状态时合闸涌流的2倍。

因为电容器切除仍处于带电状态下,把电容器再次投运,又刚好处于系统电压与充电电压大小相等、方向相反,所以合闸涌流较大。

所
以为避免带电合闸,电容器切除退出运行后，必须经过充分放电后,才可重新合闸运行。

否则励磁涌流可能会给电路中的元件甚至电路带来危害。

变压器励磁涌流的危害主要有以下几个方面：
一、励磁涌流可能会对设备产生机械振动或短时间内的突然大电流可能会对电路造成较大的损坏，降低电路元器件的性能和寿命。

二、励磁涌流可能导致电路中的元件承受较大的电流并受到过度加热，导致元件的过载或烧毁；
三、励磁涌流在电网中产生的突然大电流可能会导致电网电压波动，甚至引起电网的短暂失稳。

总的来说，频率低的涌流可能使开关设备损坏。

而频率很高的涌流,通过电流互感器时,可能会使互感器-次线圈的绝缘损坏。

因此,必须采取措施限制合闸涌流。

了解了变压器励磁涌流及其主要危害，有助于抑制变压器励磁涌流。

时间有限，想要了解更多变压器励磁涌流知识与治理方法，期待您与小编下期不见不散。

简述变压器的励磁涌流对电网稳定运行的影响

简述变压器的励磁涌流对电网稳定运行的影响

简述变压器的励磁涌流对电网稳定运行的影响摘要：正常运行时，变压器的励磁电流很小，通常只有额定电流的3% ~ 8%，大型变压器甚至不到1%。

但是，当变压器空载合闸时，会产生与电压初始相角和变压器特性有关的涌流。

在最不利的情况下，涌流可以达到额定电流的几倍，其最直接的影响就是变压器保护装置的误动作。

关键词：励磁涌流；变压器；一、励磁涌流导致的破坏性影响第一，引发继电保护误动作。

因为变压器在空载合闸时，会对过流保护产生误动作，从而导致变压器无法成功投运。

此外，由于保护误动被诱发，又将引起变压器各侧负荷电源切断，最终停电[1]。

第二，导致和应涌流现象出现。

由于变压器因短路问题切除时，诱发邻近另外一个或多个变压器（或发电机）出现保护装置误动，进而引发大面积停电。

第三，产生大量的谐波污染。

由于很多高次谐波存在于励磁涌流之中，所以当励磁涌流产生时，必然会伴随大量谐波出现，所以电网电能质量会受到较为严重的谐波污染，所以电能质量也因此下降。

第四，损坏变压器及断路器。

因为励磁涌流过大，会产生较强的电动力，从而引发对系统的强烈冲击，变压器和断路器由于超出承受能力，所以会产生一定的损害。

第五，影响继电保护装置的精度。

由于励磁涌流直流分量的出现必然会导致TA 磁路出现过量磁化，所以 TA 精度受到严重影响，发生骤降，进而导致继电保护装置精度的下降。

二、变压器励磁涌流出现的原因要想明确变压器励磁涌流出现的原因，就要借助磁链守恒定理的作用进行研究。

磁链守恒定律的含义为：用电设备回路中的全体磁链综合在换路的瞬间时刻都是处于不变的[1]。

同时研究发现，变压器出现励磁涌流的问题时，变压器中的磁链仍然是满足磁链守恒定理的，以此为切入点对变压器的投运过程进行分析，变压器由空载运行转为带载运行时，在其接入负载的瞬间，变压器绕组上电压会突然增加，突增的电压将促使变压器内部出现一个的新磁通，与此同时，为了抵消这个突增电压导致的新磁通，变压器的绕组中将会产生一个与其大小相等但是极性相反的磁通，称为偏磁。