变压器励磁涌流
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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。
简述单相变压器励磁涌流的特点【简述单相变压器励磁涌流的特点】一、什么是励磁涌流励磁涌流是指在单相变压器的磁路中,由于磁感应强度的变化引起的电流大幅度波动现象。
二、励磁涌流的形成原因1. 变压器的磁路由于剩磁导致的非线性特性是形成励磁涌流的主要原因。
在变压器剩磁的基础上,励磁电流的变化引起磁感应强度的变化,从而引起励磁涌流。
2. 变压器的饱和特性也是引起励磁涌流的原因之一。
当励磁电流较小时,磁感应强度与励磁电流成线性关系,但当励磁电流超过一定值时,磁感应强度将达到饱和状态,导致励磁电流的变化引起磁感应强度的变化,从而引起励磁涌流。
三、励磁涌流的特点1. 阻抗变化:励磁涌流会引起变压器磁路的阻抗变化。
当励磁电流较小时,变压器磁路的阻抗较小,而当励磁电流超过一定值后,磁路的饱和导致励磁涌流的出现,使得磁路的阻抗增大。
这种阻抗变化导致励磁涌流对电源的电压产生影响,可能引起电源电压的波动。
2. 涌流幅度大:励磁涌流的幅度较大,一般在2-10倍额定电流之间。
这种大幅度的涌流对变压器的磁路、绕组和绝缘材料产生冲击,可能引起磁路的麻麻、绕组的焦耳损耗、绝缘材料的老化和损坏。
3. 最大值出现滞后:在变压器刚刚通电时,由于初始状况下没有磁通存在,变压器的励磁电流为零。
而在短时间内,励磁电流会迅速升高,当达到稳定状态后维持在一定数值。
这种励磁电流的最大值出现在刚通电后的一段时间内,而且最大值的出现会和电源电压的正弦波形相位有一定的滞后。
4. 高频成分:由于励磁电流的波动频率一般与电源电压的频率相等或相近,励磁涌流中存在着一定的高频成分。
这些高频成分可能对变压器和周围的其他设备造成干扰,并引起谐波污染。
四、励磁涌流的影响励磁涌流对变压器及其周围设备的影响主要体现在以下几个方面:1. 变压器工作温升的升高:励磁涌流会导致变压器的磁路产生冲击,加剧了铁芯中的焦耳损耗,从而使变压器的工作温升更高。
2. 谐波产生:励磁涌流中存在一定的高频成分,这些高频成分会引起变压器的谐波污染,对变压器及其周围其他设备的正常运行产生干扰。
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!。
变压器励磁涌流原理1. 引言变压器是电力系统中常见的电力传输和配电设备,它的基本原理是利用电磁感应现象将交流电能从一个电路传递到另一个电路。
在变压器的正常运行中,励磁涌流是一个重要的现象,对变压器的运行稳定性和效率产生重要影响。
本文将详细解释与变压器励磁涌流原理相关的基本原理。
2. 变压器的基本结构和工作原理变压器由两个或多个线圈(称为主线圈和副线圈)和一个铁芯组成。
主线圈连接到电源,副线圈连接到负载。
铁芯是由高导磁率的铁材料制成,主要用于集中磁通并减小磁通损耗。
变压器的工作原理可以用以下几个步骤来描述: 1. 当主线圈中通入交流电时,产生的交变磁场穿过铁芯,并感应在副线圈中产生电动势。
2. 由于副线圈的存在,电流开始流动,形成副线圈中的磁场。
3. 根据法拉第电磁感应定律,副线圈中的磁场会感应回主线圈中产生电动势。
4. 如果副线圈上有负载,电流会从副线圈流向负载,完成能量传递。
3. 励磁涌流的定义和原因励磁涌流是指在变压器的励磁过程中,出现的瞬态电流。
这种电流是由于铁芯的饱和和磁滞现象引起的。
励磁涌流会导致变压器的损耗增加、温升升高,甚至引起振荡和不稳定的运行。
励磁涌流的主要原因是铁芯的磁滞和饱和效应。
在变压器中,铁芯的磁化曲线是非线性的,当磁通密度较低时,磁化曲线近似为直线,但当磁通密度较高时,磁化曲线出现饱和和磁滞现象。
在励磁过程中,磁通密度会不断变化,导致磁芯中的磁滞和饱和效应。
4. 励磁涌流的影响因素励磁涌流的大小和变压器的设计参数、运行条件以及电源特性等因素密切相关。
以下是一些主要影响因素的解释:4.1 铁芯特性铁芯的导磁率和磁滞特性是影响励磁涌流的重要因素。
导磁率越高,磁化过程中的涌流效应越小。
而磁滞特性越明显,励磁涌流越大。
4.2 变压器参数变压器的额定容量和变比也会影响励磁涌流的大小。
一般来说,容量越大,励磁涌流越大;变比越高,励磁涌流越小。
4.3 电源特性电源的电压波形和频率对励磁涌流有很大影响。
变压器励磁涌流原理
变压器励磁涌流是指在刚开始接通变压器时,由于电感元件励磁过程中磁感应强度逐渐增大的关系,导致变压器中的电流迅速增加,形成一个短暂的高峰电流。
励磁涌流的主要原因有以下几点:
1. 电感元件的电流变化滞后于电压变化。
由于电感元件的特性,当电压突然改变时,电感元件中的电流并不会立即改变,而是需要一定的时间来达到稳态。
在这个过程中,电流会迅速增加,导致励磁涌流。
2. 初级绕组和次级绕组之间的电容效应。
变压器的初级绕组和次级绕组之间会存在一定的电容效应。
当变压器接通时,由于电容的充电过程,会导致涌流的产生。
3. 磁芯饱和和磁滞。
在刚开始接通变压器时,由于磁感应强度逐渐增大,磁芯中会出现饱和和磁滞现象。
这些现象会导致磁路中的电流迅速变大,从而产生涌流。
励磁涌流对变压器和电网造成的影响主要有以下几点:
1. 过大的励磁涌流会导致变压器绕组和瓷套的过热,甚至引发绝缘击穿,导致设备损坏。
2. 励磁涌流还会对电网造成短暂的过电压,对其他设备和线路造成影响。
为了减小励磁涌流的影响,可以采取以下措施:
1. 使用励磁变压器。
励磁变压器是在主变压器旁边并列连接一个励磁变压器,通过调节励磁变压器的励磁电流来抑制励磁涌流。
2. 采用软起动方式。
通过逐步升高初始电压,使得励磁涌流逐步增加,避免突然产生过大的涌流。
3. 提前预热变压器。
在正式接入电网之前,可以对变压器进行预热,使其达到临界电压之后再投入运行,从而减小励磁涌流的影响。
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。
变压器励磁涌流的特点
变压器励磁涌流是指在变压器初次通电时,励磁电流引起的瞬态电流波动现象。
其特点如下:
1. 时间短暂:励磁涌流只在初次通电瞬间出现,随后逐渐减小并稳定到额定工作状态。
2. 电流较大:励磁涌流的电流值通常是变压器额定电流的两至五倍,甚至更高。
3. 非对称性:励磁涌流在电枢和电抗器两侧不对称,因为在电路中存在感抗,导致电流不同步。
4. 产生过电压:励磁涌流会在变压器中产生较高的瞬态过电压,对绝缘系统和绝缘材料造成冲击。
5. 影响变压器稳态工作:励磁涌流对变压器中的磁场分布、电动势和整体工作状态有一定的影响,但在短时间内会趋于稳定。
6. 可引起机械振动:励磁涌流可能引起变压器和相邻设备的机械振动和冲击。
为了避免励磁涌流对系统造成不利影响,通常采取一些措施如使用合适的变压器铁心材料、合理设计电路使励磁电流尽快达到稳定状态、采用绕组的恰当绝缘等。
变压器励磁涌流特点及措施变压器励磁涌流,这个名字听上去就有点儿高深莫测,对吧?简单来说,励磁涌流就是在变压器接通电源的时候,瞬间产生的一种电流。
这股电流就像一阵狂风,来得快去得也快,但可别小看它,搞不好会给变压器带来不少麻烦。
这种情况尤其在变压器初次启动的时候,简直就像是在开一场电流的派对,喧闹得很。
想象一下,你一打开电源,变压器就像被打了兴奋剂似的,电流猛地蹿上去,瞬间达到了很高的水平。
这种现象发生的原因,其实是因为变压器内部的铁芯在电流的作用下,产生了磁场,这个磁场又带动了电流的流动。
就好比你在喝饮料的时候,气泡一下子涌上来,真是让人措手不及。
不过,这种强烈的涌流其实是短暂的,过不了多久就会回归到正常水平。
但在这短短的瞬间,它可能会带来设备的过热、老化,甚至损坏,想想都让人心惊。
面对这样的涌流,咱们应该怎么办呢?预防是关键,绝对不能掉以轻心。
在设计变压器的时候,就得考虑到这个问题,采用一些保护措施。
比如,选用合适的保护装置,像是限流器和保护继电器,这些可都是可以帮助咱们控制涌流的好帮手。
就像是在家里遇到突如其来的大雨,提前准备好雨具总是比临时慌忙找伞强多了。
还有一种常见的做法,就是设置一个合理的启动程序。
比如,逐步加压,慢慢来,而不是一下子给它来个“电量满格”。
想象一下,像是在给小猫喂食,慢慢地让它适应,不然一下子喂太多,它可受不了。
逐步启动的好处就是能够有效降低涌流的强度,给设备一个缓冲期,减少冲击。
此外,定期维护也是不可或缺的环节。
就像我们的身体需要定期检查,变压器也需要定期检修。
检查铁芯的状态,看看有没有松动的情况,或是绝缘材料是否老化。
保持设备在最佳状态,能让我们在关键时刻减少涌流对设备的冲击。
当然了,理论归理论,实践才是王道。
有些情况下,即使做足了准备,涌流还是会出现。
这个时候,咱们就得冷静应对,快速启动保护措施,让设备安全度过这个“狂欢派对”。
有些高级一点的变压器,甚至会配备自动保护系统,一旦检测到涌流过大,立马就会切断电源,简直是个聪明的小家伙。
变压器励磁涌流原理变压器励磁涌流是指在变压器初次通电或负载快速变化时,由于变压器磁路的非线性特性和励磁电流的突变,导致瞬态励磁涌流的现象。
这种励磁涌流不仅会给电网带来较大的冲击,还会给变压器本身造成额外的负荷,引起变压器的发热和运行不稳定性。
变压器的励磁涌流主要由以下几个方面造成:1.磁路的非线性特性:变压器的铁芯磁导率随磁场强度的变化而发生微小的变化,导致励磁电流的波形与电压波形不完全相同,出现高次谐波成分。
这些高次谐波会引起瞬态励磁涌流。
2.变压器的惯性:变压器由于具有自感性,当励磁电流突变时,变压器中的电流无法立即发生变化,会产生瞬态励磁涌流。
3.励磁电源的特性:励磁电源在初次通电或负载快速变化时,由于电源的电压输出特性和电极的电容性质,会产生较大的电流突变,导致励磁电流的瞬态变化。
由于励磁涌流的存在,会对电网和变压器产生一定的不良影响:1.对电网的影响:励磁涌流会导致电网瞬态电压的波动和振荡,甚至引起电压闪跳和电压失调。
对电网而言,这是一种干扰,会对电网的稳定性和供电质量造成一定的影响。
2.对变压器的影响:励磁涌流能额外提供给变压器一部分无用的有功负荷,导致变压器的额定负载和温升增加,降低了变压器的功率因数和效率。
此外,励磁涌流还会使得变压器线圈内的电流增大,导致电流密度升高,加剧了线圈绕组的发热,进一步影响变压器的运行稳定性和寿命。
为了减小励磁涌流对电网和变压器的影响,可以采取以下措施:1.优化变压器设计:通过选择合适的磁性材料、调整变压器的铁芯形状和绕组结构等,减小变压器的非线性特性,降低励磁涌流的发生。
2.使用励磁涌流限制装置:通过在变压器的励磁回路中串联合适的电感器或限流电阻,可以限制励磁涌流的大小,减小其对电网和变压器的影响。
3.控制励磁电源:在变压器初次通电或负载快速变化时,采取合适的控制策略,通过逐步增加励磁电流的大小,限制励磁涌流的产生。
总之,励磁涌流是变压器运行中的一种瞬态现象,会给电网和变压器本身带来一定的不良影响。
变压器的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。
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.变压器合闸时产生的励磁涌流是一个逐渐衰减的过程,计算比较麻烦,一般采用估算一、110KV及以上大型变压器, 是额定电流的8—12倍(衰减初期的瞬时峰值,这个时间极短),以后逐渐衰减直至正常,这个过程大约15~20分钟;二、35KV及以下小型变压器, 是额定电流的3—6倍(同上,根据容量大小而定),衰减过程大约10分钟以内。
说的不确切,变压器的励磁涌流(激磁电流)仅流经变压器的某一侧。
稳态运行时,变压器的励磁电流不大,只有额定电流的2-5%。
当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的情况下,则可能出现很大的励磁电流即励磁涌流。
这个现象的存在是由于变压器铁心饱和及剩磁的存在引起的,具体分析如下:当二次侧开路而一次侧接入电网时,一次电路的方程为u1=umcos(wt+α)=i1R1+N1dφ/dt (1)u1:一次电压,um:一次电压的峰值,α:合闸瞬间的电压初相角,R1:变压器一次绕组的电阻,N1:变压器一次绕组的匝数,φ:变压器一次侧磁通。
变压器励磁涌流鉴别方法
首先是基于电压波形的方法。
当变压器初级线圈接通电源时,会在次级线圈产生电压波形,如果波形幅值较大并且持续时间较短,则可能是励磁涌流造成的。
可以使用示波器或电压记录仪来采集波形,观察波形的幅值、频率和持续时间,从而判断是否存在励磁涌流。
其次是基于电流波形的方法。
变压器励磁涌流会导致次级线圈的电流产生波动,如果电流波形出现高峰或突变,则可能是励磁涌流引起的。
可以使用电流记录仪来采集波形,观察波形的幅值、频率和变化趋势,进而判断是否存在励磁涌流。
第三种方法是基于音频频谱分析的方法。
变压器励磁涌流会产生较高频率的声音,可以使用声音记录仪或谱仪来采集声音信号,通过对信号进行频谱分析,可以找到励磁涌流的频率分布,从而准确判断是否存在励磁涌流。
最后一种方法是利用变压器油中溶解气体分析的方法。
变压器励磁涌流会导致油中溶解气体的产生和积累,可以通过对油样进行采样,并使用气体色谱仪来分析油中气体的种类、含量和变化趋势,从而判断是否存在励磁涌流。
综上所述,变压器励磁涌流鉴别方法有基于电压波形、电流波形、音频频谱和变压器油中溶解气体分析等。
可以根据实际情况选择适合的方法进行鉴别,并及时采取相应的措施来解决励磁涌流问题,保证电力系统的安全稳定运行。
变压器励磁涌流及鉴别方法变压器励磁涌流是指在变压器接通电源时,励磁电流瞬时增大的现象。
励磁涌流的存在会给变压器的运行带来一些问题,如变压器铁心和线圈的温升增加、损耗增加、噪声增大等。
因此,对变压器励磁涌流的鉴别和控制非常重要。
首先,需要理解变压器励磁涌流的原因。
当变压器首次通电或重新通电时,因为铁心和线圈都处于剩磁状态,当励磁电流突然通过时,会产生涌流现象。
这是因为当励磁电流突变时,铁心和线圈的电磁场需要时间来建立,而在这个过程中,电流会增大。
对于励磁涌流的鉴别,可以采取以下几种方法:1.观察电流波形:励磁涌流一般为短暂的高幅值电流,如果在接通电源后出现电流突变、尖顶或波形不规则的情况,说明存在励磁涌流现象。
2.测量涌流电流:利用电流互感器等装置测量接通电源后的涌流电流幅值和时间,如果幅值较大且持续时间较长,也可鉴别励磁涌流的存在和大小。
3.算法鉴别:通过计算和分析接通电源后的电流波形和幅值,可以采用一些算法来鉴别励磁涌流。
例如,可以通过监测电流的突变率、上升时间、频率谱等特征参数,利用滤波、积分等算法进行判定。
对于变压器励磁涌流的控制,可以采取以下几种方法:1.采用预磁饱和变压器:预磁饱和变压器是一种特殊的变压器,其次级绕组先与直流电源接通,产生饱和磁通,然后再从精确整流变压器中加入正弦交流电源,使得饱和磁通随着交流电源的加入逐步减小。
这样可以有效降低励磁涌流的大小和影响。
2.增加限流电阻:可以在变压器绕组电路中增加限流电阻,通过限制励磁电流的上升速度来控制涌流。
3.采用细分启动方式:将变压器的绕组分成多个段,逐段启动。
通过控制每段绕组的接通时间和顺序,可以有效地控制励磁涌流。
4.使用变压器励磁控制装置:现代变压器通常配备励磁控制装置,通过监测和调整电流波形和幅值等参数,自动控制励磁涌流的大小和时间。
需要注意的是,励磁涌流的存在是正常的,只要涌流电流不超过变压器的额定值,并且持续时间不过长,一般不会对变压器的安全和稳定运行产生太大的影响。
变压器励磁涌流产生的原因
1.铁芯磁化惯性:当变压器刚刚通电时,铁芯中的磁通密度需要逐渐建立起来,这需要一定时间。
在这个过程中,会有一部分磁感应线圈中流过较大的电流,导致励磁涌流的产生。
2.电源电压波动:电网电源的电压可能会存在一定的波动,而变压器的励磁电流与电源电压呈正比关系。
当电源电压上升时,励磁电流也会上升;相反,当电源电压下降时,励磁电流也会下降。
这种电源电压波动会导致励磁涌流的出现。
3.变压器失去磁化:在某些情况下,变压器处于库存或停用状态,铁芯的磁化会逐渐衰减,当再次投入运行时,需要重新磁化铁芯,此时会产生较大的励磁涌流。
4.动态电感变化:变压器处于运行状态时,磁通密度可能会发生一定的变化,这会导致磁感应线圈电感的变化。
由于电感是与电流的变化率成正比的,因此,当电感变化较快时,会产生较大的励磁涌流。
变压器励磁涌流的产生会对电网和变压器本身产生一定的影响,如产生额外的损耗、振荡和温升等问题。
因此,在设计和运行过程中,需要充分考虑和控制励磁涌流的影响,使用适当的措施来减小励磁涌流的大小,例如采用励磁变压器、电源稳压装置、控制变流器等。
变压器励磁涌流形成的原因变压器励磁涌流是指在变压器开始工作时,一时间流过变压器的电流较大,远远超过定常工作时的额定电流。
这种现象通常会导致一些问题,例如噪音、损耗增加、温升加剧以及设备寿命的缩短等。
励磁涌流的形成主要有以下几个原因。
第一,励磁涌流的主要原因是变压器铁芯的磁化特性。
铁芯在没有外加电流的情况下,具有一定的剩磁。
当变压器开始工作时,需要建立磁场,使铁芯进入饱和状态。
然而,在开始时,由于剩磁的影响,需要较大的电流才能克服铁芯的磁阻,因此励磁电流会短时间内增大,形成励磁涌流。
第二,励磁涌流也和变压器的磁致伸缩效应有关。
在变压器铁芯中,有弱的磁致伸缩效应,即在磁场作用下,铁芯会发生微小的变形。
当变压器开始工作时,由于磁场的急剧变化,会引起铁芯发生微小的振动。
这种振动又会导致铁芯表面的涡流损耗增加,引起额外的电流流过变压器,形成励磁涌流。
第三,变压器线圈的电感特性也是产生励磁涌流的原因。
变压器的线圈是由导线绕制而成的,具有一定的电感。
当变压器开始工作时,输入电压突然变化,线圈中的感应电动势也会急剧变化。
根据电感的自感作用,线圈会产生互感电流,而这种互感电流会导致励磁涌流。
第四,变压器的电容性负载也会对励磁涌流产生影响。
电容负载是指将变压器的输出端连接到一个大型电容器上,用于滤波或补偿的装置。
这种电容负载会对变压器的电流波形产生变形,使得变压器输入电流出现突变。
这个突变引起的因果循环会导致较大的励磁涌流,需要一段时间才能趋于稳定。
在实际应用中,为了减小励磁涌流对变压器及其他设备的影响,常采取一系列的措施。
例如,通过合理的电压控制、使用磁控开断器等来限制励磁电流的大小。
另外,在变压器选型和设计过程中,也会考虑到这个因素,通过优化铁芯和线圈的设计,来减小励磁涌流的影响。
综上所述,变压器励磁涌流的形成是由于铁芯磁化特性、磁致伸缩效应、线圈电感特性和电容负载等多种因素的综合作用。
了解这些原因,有助于我们更好地理解励磁涌流的形成机理,并采取相应的措施来减小其对设备的影响。
变压器励磁涌流分析变压器励磁涌流是指在变压器刚刚加电或者电压突变时,由于磁路饱和、回路电容、重耦合等因素导致的电流瞬时过大的现象。
它是变压器启动过程中的一种瞬态现象,如果不合理控制和处理,会对变压器和电力系统产生严重的影响。
1.磁路饱和:在变压器刚刚加电或者电压突变时,由于磁路中铁芯的磁导率非线性特性,使得磁感应强度的变化与磁场强度的变化不成正比例关系,从而导致电流瞬时过大。
2.回路电容:变压器绕组中存在着电容,电容的充电和放电过程需要时间,刚加电时电容无电荷,回路电流经过电容时,电容的电势差会导致电流瞬时增大。
1.变压器绕组过流:励磁涌流引起的过电流可能会对变压器绕组产生过大的电流,导致绕组发热,甚至烧毁。
2.变压器铁芯饱和:励磁涌流会导致变压器铁芯饱和,使得变压器的磁导率降低,磁阻增大,进而引起整个变压器的磁阻上升和磁线圈电感下降,降低变压器的正常工作状态。
3.电压暂降:励磁涌流引起的过大电流会导致电源系统电压暂降,可能会对系统中其他设备和负载产生影响,甚至造成系统的故障。
为了解决变压器励磁涌流问题,可以采取以下措施:1.使用励磁变压器:在变压器绕组上并联一个专门的励磁变压器,将励磁电流分流到励磁变压器上,减小励磁涌流对变压器绕组的影响。
2.限制励磁涌流电流:通过在变压器接线处串联适当的电阻、电感等元件,限制励磁涌流电流的大小,防止过大电流对变压器和电力系统产生不良影响。
3.调整变压器运行模式:合理选择变压器的运行模式,如开机先断路,再闭合断路器;并行运行多台变压器,避免单台变压器负载过大,减小励磁涌流的影响。
4.预防铁芯饱和:合理设计变压器的铁芯磁导率,安装磁力补偿装置,减小变压器铁芯饱和现象,从而降低励磁涌流的大小。
总之,变压器励磁涌流问题是变压器启动过程中需要引起重视的一个问题。
通过合理控制和处理励磁涌流问题,可以保证变压器和电力系统的正常运行,提高设备的可靠性和稳定性。
对于励磁涌流的分析和处理,需要综合考虑磁路饱和、回路电容等多种因素,在实践中选择合适的措施来解决问题。
变压器励磁涌流的时间变压器励磁涌流的时间,听起来有点拗口,对吧?其实它的意思就是:变压器在启动时,由于磁场的建立和电流的变化,瞬间会产生一个很大的电流——这个电流就叫做励磁涌流。
它不是持续存在的,只是那一瞬间的“冲击”,也就是大家说的“打个响指”,过了那一刹那,电流就平稳下来。
可是,这个涌流的持续时间,却是一个值得关注的“秘密”。
要是你让涌流一直持续,机器就有可能遭殃,甚至“翻车”。
想象一下,电流一下子大到让你家灯泡跳起来,甚至短路,这种情况谁能受得了?所以,搞明白变压器励磁涌流的时间可不是小事。
大家都知道变压器是用来“改变电压”的设备。
无论是高压电还是低压电,它都能“拿捏”得恰到好处。
但是,变压器的工作并不是一开始就能“平稳发挥”的。
它有个过渡期,这就像你早上刚从床上爬起来,头脑还没完全清醒。
变压器也一样,当它首次接通电源时,电流的变化是一个逐渐建立的过程,这个过程中就会产生那个“励磁涌流”。
涌流时间其实就是从接通电源的那一刻起,到涌流强度慢慢降到一个正常水平所需要的时间。
很显然,这个时间不可能是无限长的,越短越好。
试想一下,如果涌流持续太久,变压器就像个“懒散”的人,电流一时半会儿才稳定过来,效率差不说,可能还会对设备造成伤害。
有趣的是,涌流的持续时间不是一成不变的,它受到很多因素的影响,比如变压器的容量、磁芯的材料、输入电压的波形以及变压器本身的设计等等。
你可以把它想象成一个玩具车。
这个车有不同的设计和参数,比如车轮的大小、车身的重量等等,这些都会影响它跑得有多快。
类似的,变压器也是这样,不同的设计决定了励磁涌流的持续时间。
有些变压器“精致”得像跑车,一启动就能迅速稳定下来,涌流的时间短暂得像一闪而过。
而有些变压器则可能“磨磨蹭蹭”,涌流时间就相对长一些。
说到这里,很多人可能会想:“那涌流时间长短,影响到底有多大呢?”它的影响可大可小,甚至关系到整个电力系统的安全。
假设你有个大工厂,里面有很多精密设备。
变压器励磁涌流的原因、特点和消除措施• 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3.2 差动保护速饱和变流器贵州省印江县供电局甘金桥水电站,差动保护速饱和变流器一次侧由差动线圈(工作线圈)、平衡线圈组成。
由差动保护速饱和变流器的原理得出,只要合理调节差动线圈和平衡线圈,就可以消除励磁涌流对差动保护的影响。
差动线圈的具体整定是:差动线圈在5、6、8、10、13、20匝处有抽头,差动继电器相应动作电流值可整定为12、10、7.5、6、4.6、3A。
通过以上对变压器励磁涌流产生的特点及其对差动保护的影响,以及如何消除励磁涌流对差动保护的影响进行了分析,在检查中发现速饱和变流器中的差动线圈在20匝处,这样继电器的动作电流就为3A,保护时限为0s,而变压器实际中要产生4.56A励磁涌流,要在0.5~1s 后才开始衰减,显然差动保护整定电流不能躲过励磁涌流的影响而造成断路器跳闸。
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。
3、共振励磁涌流(sympathtic inrush)
这又是另一种涌流的情况。
如两台变压器A、B并联,变压器B已加压,甚至已正常供电,今拟将变压器A与之并联。
当关闭断路器A的瞬间,很明显变压器 A 将引起一种励磁起始涌流。
此涌流为电流波形的上一半正值部分由于此一涌流由系统所供应,它将引起电源至此地区间电压降落的改变,从而引起电压的变动。
参照上面所说的“励磁电压受到影响,励磁电流就会随之发生变化。
”变压器B 的励磁涌流将发生变化,也即发生类似电压复原涌流,其波形为下一半负值部分,不过此时将称此电流为共感励磁涌流。
关键是此地区电压变动的趋势是与变压器A励磁起始涌流的极性相反。
即在励磁起始涌流为最高时,电压将为最低。
反之亦然。
但变压器B的电压复原涌流,其极性与地区电压相同。
在此情况下,变压器A与B两励磁电流之和将构成一个与短路电流类似的波形。
在实例上如A、B两变压器分别有其的差动系统,即各继电器可分别使用电流互感器A、B的电流,在应用上属正常。
但如两变压器共用一组差动继电器时,则在上述的操作情况下,流入继电器的电流波形已非励磁涌流波形,而极似一含有直流成分的故障电流。
在此情况下,无论操作断路器A或B时,均将引起该组差动继电器误动作。
故在系统设计时应注意。
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。
变压器合闸时,为什么会产生励磁涌流?
答:由于电和磁都有一种“惯性”,在电感电路中,电流不能突变。
如对某—台变压器而言,在电网中,该变压器可以看作是电路中一带铁芯的电感元件,假如按所加电压和电路的阻抗情况,接通电源后通过变压器的稳态电流应该是l0A。
在合闸瞬间.由于没接电源前为0A(即没有电流),根据电流不能突变的原理,电流应保持为10A,同样,铁芯中的磁通也不能突变,即铁芯中的磁通应保持与合闸前一样,如果合闸前铁芯中无剩磁,磁通为零,那么合闸瞬间,不管电路里所加电压的瞬时值有多大,铁芯中的磁通仍为零。
在交流磁路里,由于磁通落后电压90°相位角,交流电的电压不断在变,要求相应的铁芯中的磁通电要变,因此铁芯中磁通的过渡过程,还与合闸瞬间电压的相角有关。
如果合闸瞬间,电压正好达最大值,此时磁通的瞬时值正好为零,与合闸前铁芯中无磁通的情况—样,因此不会发生过渡过程,即铁芯中一开始就建立了稳态磁通。
当合闸瞬间电压正好经过零值时,它在铁芯中所建立的磁通应为最大值(幅值),由于原来铁芯中没有磁通,根据磁的惯性作用,这一瞬间仍要保持磁通为零。
那么如何保持磁通为零呢,这就是铁芯中分子电流所产生的合成磁通和电源电流产生的磁通共同作用的结果。
所谓分子电流,可理解为电子绕原子核运动而形成的“圆电流”,它产生的磁场方向根
据右手螺旋定则确定。
当电源电流要在铁芯里建立磁通的初瞬间,分子电流产生的磁极,本能地转过来朝向一个方向,阻碍新磁场的建立。
这些分子电流合成产生—个“反磁通”,和电源电流所产生的磁通方向相反,大小相等。
这样,就保持了合闸瞬间铁芯中与合闸前一样处于无磁通状态。
这个“反磁通”的方向是不变的,称为直流分量,或非周期分量,由电源电流产生的磁通是交变的,称为交流分量,或周期分量,在此情况下,铁芯中的总磁通中应是两个磁通相加而成。
在磁通和电压随时间变化的曲线中,铁芯中磁通开始为零,到1/2周期时,两个磁通相加达最大值,这个最大值是周期分量幅值的两倍。
所以,在电压瞬时值为零时,瞬间合闸是很危险的,此时过渡过程最剧烈。
以上所述是铁芯中没有剩磁的情况。
若铁芯中原来就有剩磁,而剩磁碰巧与上述磁通相加,那么铁芯中的磁通可能达到的幅值就更大。
在此情况下,铁芯必将严重地饱和、因为变压器绕组中励磁电流和磁通的关系由铁芯磁化特性所决定。
铁芯愈饱和,产生一定的磁通所需的励磁电流就愈大。
由于在正常情况下,铁芯中的磁通就已饱和,而在最不利的合闸情况下,铁心的饱和情况将非常严重,使得铁芯的导磁系数μ减少,变压器的励磁电抗大大减少,而励磁电流的数值大增。
当铁心中的磁通严重饱和时,由磁化特性决定的电流波形很尖,这就是变压器励磁涌流的由来,这个冲击电流可能达到变压器额定电流的6~8倍,比正常稳态时的励磁电流(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期的瞬间。
由于绕组铜线具有电阻,这个电流要随时间衰减的。