防范控制励磁涌流危害的技术措施探讨

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。

变压器励磁涌流的分析及抑制方法探讨摘要：变压器励磁涌流一定程度上影响电力系统的安全运行及电力设备的正常工作。

如不对变压器励磁涌流进行必要的控制，可引发电网电压异变、谐波污染、保护误动等情况。

本文对变压器励磁涌流进行了简要分析，并总结探讨了抑制此现象的具体方法。

关键词：变压器；励磁涌流；抑制方法前言：电力系统是由发电机、变压器、输电线路和用户组成的生产、输送、分配和消耗电能的统-整体。

变压器是电力系统中重要的设备，它的安全性和稳定性对整个电力系统的运行十分重要。

变压器正常运行时，变压器的励磁电流很小，通常只有其额定电流的3%~8%，大型变压器甚至不到1%。

但当变压器空载投人电网时由于变压器铁心磁通的饱和以及铁心材料的非线性特征，会产生很大的励磁涌流，可能对电网的安全稳定运行造成危害。

因此，分析变压器空载合闸对电力系统具有重要意义。

1变压器励磁涌流1.1变压器励磁涌流概述变压器励磁涌流是一种谐波，在合闸给变压器充电时，电流表的摆针会波动很大，而后马上会恢复到正常的电流值，电流表的波动证明存在一定的电流产生的冲击所造成的，这个冲击电流被定义为励磁涌流。

变压器励磁涌流的产生由于时间比较短，对变压器本身并不能造成危险，但如果合闸充电次数的增多，由于大电流对线圈绕组的多次冲击，容易使对绕组间产生机械力的作用，固定在变压器上面的其它保护电元件就会产生松动，一旦产生误动作，就造成变压器的损毁和操作人员的伤害，因此对变压器励磁涌流必须进行抑制。

1.2变压器励磁涌流的特点在涌流中存在很大数量的高次谐波，主要是二次和三次谐波，所以在电流曲线上励磁涌流体现出来的是凸型波形。

变压器的励磁涌流的大小与变压器内的铁芯饱和度有着直接的关系，铁芯的饱和度越大，励磁涌流维持的时间就越短，具体表现为：合闸时，励磁涌流很大，但马上又恢复正常，但铁芯的饱和度不可能达到100%，因此变压器都会出现励磁涌流，只是产生的大小不同。

同时变压器越大，电磁涌流就越大。

励磁涌流解决措施一、了解励磁涌流。

1.1 什么是励磁涌流。

朋友们！咱得先知道啥是励磁涌流。

简单说呢，这就像是电路里突然来了一股不受控制的大电流，在变压器刚通电的时候，它就可能冒出来。

这就好比一个刚睡醒的大力士，突然发力，力量有点不受控制了。

这股电流可比正常运行时的电流大好多倍呢，要是不处理好，那可会给设备带来不少麻烦。

1.2 励磁涌流的危害。

这励磁涌流啊，危害可不小。

它可能会让变压器的保护装置误动作，就像一个本来正常站岗的士兵，突然被假警报给骗了，乱了阵脚。

这一误动作，就可能导致停电之类的事故，影响大家用电。

而且大电流长时间冲击设备，就像一个人总是受到强烈撞击一样，设备的寿命也会大大缩短，就像好东西被过度消耗，很是可惜。

二、传统解决措施。

2.1 采用速饱和中间变流器。

这种方法就像是给电流设置一个聪明的守门员。

速饱和中间变流器啊，它对励磁涌流有很强的识别能力。

正常电流能顺利通过，就像好人正常通行一样，但是励磁涌流一来，它就把这股大电流给挡住了，不让它干扰后面的设备，避免保护装置误动作。

不过呢，这种方法也不是十全十美，它对某些特殊情况的适应性可能还差点火候。

2.2 二次谐波制动。

二次谐波制动可是个挺巧妙的办法。

咱都知道谐波就像电流里的小杂音，正常电流里二次谐波成分比较少，而励磁涌流里二次谐波含量比较高。

我们就利用这个特点，设置一个门槛，当二次谐波达到一定比例的时候，就判定是励磁涌流，然后制动保护装置，不让它误动作。

这就好比根据声音特征来识别是朋友还是坏人，但是这个门槛的设置也需要很精确，不然也容易出错。

三、新型解决措施。

3.1 基于波形对称原理的方法。

这种方法可有意思了。

它是研究电流波形的对称性。

正常电流的波形是比较对称的，就像一个左右两边很均匀的物体，但是励磁涌流的波形不对称，就像一个歪歪扭扭的东西。

通过对波形对称性的判断，就能把励磁涌流找出来，然后采取措施。

这就像是通过看一个东西的形状来判断它是不是正常的，很直观。

变压器励磁涌流的危害及防护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。

标签：变压器；励磁涌流；继电保护；误动作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直接、最严重的，甚至出现一次的短路或过电压就可能损坏变压器；变压器的热效应、材料的绝缘老化和励磁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。

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材料曲线的非线性特征，在一定的工作条件下，可能产生幅值相当大的励磁电流值。

励磁涌流的产生原理，励磁涌流对变压器及供配电系统的危害，以及降低励磁涌流的危害应采取的措施等问题被广泛关注和研究，也是本次讨论的问题。

2 励磁涌流产生的原理分析由于变压器导磁材料曲线的非线性关系（如图1所示），在一定电压下磁化电流的大小和波形将取决于铁芯的饱和程度。

图1 变压器导磁材料曲线的非线性关系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ie和磁通Φs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ie和磁通Φs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。

怎样抑制变压器励磁涌流变压器励磁涌流与电容器的充电涌流抑制原理完全相似，电感及电容都是储能元件，前者不容许电流突变，后者不容许电压突变，空投电源时都将诱发一个暂态过程。

在电力变压器空载接入电源时及变压器出线发生故障被继电保护装置切除时，因变压器某侧绕组感受到外施电压的骤增而产生有时数值极大的励磁涌流。

励磁涌流不仅峰值大，且含有极多的谐波及直流分量。

由此对电网及电器设备造成极为不利的影响。

1、励磁涌流的危害性1.1引发变压器的继电保护装置误动，使变压器的投运频频失败；1.2变压器出线短路故障切除时所产生的电压突增，诱发变压器保护误动，使变压器各侧负荷全部停电；1.3A电站一台变压器空载接入电源产生的励磁涌流，诱发邻近其他B电站、C电站等正在运行的变压器产生和应涌流而误跳闸，造成大面积停电；1.4数值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损；1.5诱发操作过电压，损坏电气设备；1.6励磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置的正确动作率；1.7励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染。

1.8造成电网电压骤升或骤降，影响其他电气设备正常工作。

数十年来人们对励磁涌流采取的对策是“躲”，但由于励磁涌流形态及特征的多样性，通过数学或物理方法对其特征识别的准确性难以提高，以致在这一领域里励磁涌流已成为历史性难题。

2、励磁涌流的成因抑制器的重要特点是对励磁涌流采取的策略不是“躲避”，而是“抑制”。

理论及实践证明励磁涌流是可以抑制乃至消灭的，因产生励磁涌流的根源是在变压器任一侧绕组感受到外施电压骤增时，基于磁链守恒定理，该绕组在磁路中将产生单极性的偏磁，如偏磁极性恰好和变压器原来的剩磁极性相同时，就可能因偏磁与剩磁和稳态磁通叠加而导致磁路饱和，从而大幅度降低变压器绕组的励磁电抗，进而诱发数值可观的励磁涌流。

由于偏磁的极性及数值是可以通过选择外施电压合闸相位角进行控制的，因此，如果能掌握变压器上次断电时磁路中的剩磁极性，就完全可以通过控制变压器空投时的电源电压相位角，实现让偏磁与剩磁极性相反，从而消除产生励磁涌流的土壤——磁路饱和，实现对励磁涌流的抑制。

500kV变电站主变励磁涌流的特点和防范措施摘要：500kV变电站主变压器在空载合闸过程中产生很大的励磁涌流，极易造成主变大差动保护的误动作。

本文从励磁涌流的特点二次谐波含量大、波形突变以及倒闸操作等方面入手，研究防止主变大差动保护误动的措施。

关键词：变压器，励磁涌流，特点，防范措施当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，由于变压器铁芯中的磁通量的突变，使铁芯饱和，这时将出现数值很大的励磁电流，此情况称为励磁涌流。

近年来，我国远距离输电系统越来越多地建成，超高压、大容量电力变压器不断投产，对变压器保护的可靠性和快速性提出了更高的要求。

但是，国内变压器保护的发展却远远落后，其保护正确动作率长期偏低。

如何躲开变压器励磁涌流的影响，对提高变压器保护动作的正确率以及改善电力系统的供电质量有着重要的意义。

1 励磁涌流产生的原因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。

2 励磁涌流的特点及影响三相变压器的励磁涌流与合闸时电源电压初相角、铁芯剩磁、饱和磁密、系统阻抗等有关，而且直接受三相绕组的接线方式和铁芯结构形式的影响。

2.1 励磁涌流的特点对于500kV主变这类大型变压器，励磁涌流可达到额定电流的5～10倍，并且合闸初相角改变时，对各侧的励磁涌流的影响也不同。

励磁涌流中含有很大成分的非周期分量，往往偏于时间轴一侧。

分析和实践表明，励磁涌流中含有明显的二次谐波和偶次谐波，二次谐波的含量在一般情况下不低于基波分量的15%，而短路电流中几乎不含有二次谐波分量。

变压器励磁涌流及鉴别和防治方法摘要：电力变压器作为电力系统中极为关键的一种电气设备，在电力系统中是不可替代的转换枢纽，而变压器的励磁涌流过大会引起保护动作跳闸，因此针对电力变压器励磁涌流的研究一直是电力系统继电保护中备受关注的重要课题。

本文主要介绍了变压器励磁涌流产生的原因、危害、鉴别和防治方法。

关键词：变压器；励磁涌流；鉴别；防治1变压器励磁涌流出现的原因及特点变压器是基于电磁感应原理的电力设备，当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。

这是因为在稳态工作情况下，铁芯中的磁通滞后于外加电压90°如图（a）所示。

如果空载合闸时，正好在电压瞬时值U=0时接通电路，则铁芯中应该具有磁通—Фm。

但是由于铁芯中的磁通不能突变，但此，将出现一个非周期分量的磁通，其幅值为+Фm。

这样在经过半个周期后，铁芯中磁通就达到2Фm。

如果铁芯中还有剩余磁通Фs,则总磁通将为2Фm+Фs，如图（b）所示。

此时变压器的铁芯严重饱和，励磁电流IL将剧烈增大，如图（c）所示，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，如图（d）所示。

励磁涌流的大小和衰减时间，与外加电压的相位、铁芯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容量的大小和铁芯性质等都有关系。

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。

由于变压器铁心材料具有非线性的特征，为了与绕组磁场变化相抵，铁心饱和程度将发生变化。

当铁心饱和程度较高时，其磁化曲线斜率极小，励磁电流随着磁通的增长而变大，最后变为励磁涌流。

若变压器存在剩磁，并且极性绕组偏磁一样，就会减小变压器绕组的励磁电抗，从而出现巨大的励磁涌流。

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。

励磁涌流具有如下特点：1.包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于时间轴的一侧；2.包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主，二次谐波的含量在一般情况下不低于基波分量的15%；3.励磁涌流波形为对称性，波形不连续且出现间断，在一个周期中间断角为α；2变压器励磁涌流的鉴别方法（1）二次谐波原理。

如何预防三相变压器产生励磁涌流现象？
如何预防三相变压器产生励磁涌流现象？建议采取以下四种解决措施：
一、内部结构优化
选择合适的铁芯等材料改进变压器内部结构，降低剩磁量，降低励磁涌流的产生概率。

二、加装保护装置
选择合适的断路器、电流互感器、避雷器等保护装置，可以有效减少励磁涌流的幅值，避免断口电弧重燃。

三、电容器并联变压器
将电容器并联到变压器低压侧，通过阻止绕组内磁通接近饱和值来抑制励磁涌流。

四、使用差动保护
采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护，利用二次谐波制动原理构成的差动保护，利用间断角原理构成的差动保护，以及采用模糊识别闭锁原理构成的差动保护，减少励磁涌流对变压器纵差保护的影响。

除此以外，为减少变压器励磁涌流的发生，还应注意以下三点：
1、在进行变压器合闸操作时，应尽量避免在电压波形的峰值处合闸，以减少励磁涌流的产生；
2、定期检查和维护变压器及相关电气设备，确保其处于良好的工作状态，减少励磁涌流的潜在危害；
3、设计电力系统时，充分考虑变压器的励磁涌流特性，选择合适的保护装置和控制策略，以确保系统的稳定运行；
三相变压器作为电力系统中不可或缺的一部分，合理的设计对电网的安全和稳定至关重要。

所以，找到励磁涌流产生的原因，选择合适的解决措施，一定能有效抑制三相变压器励磁涌流，确保电力系统的安全稳定运行。

时间有限，今天就到这里。

想要了解更多变压器励磁涌流知识与治理方法，欢迎留言。

希望能够带给大家帮助，期待我们下期再见!。

变压器励磁涌流的危害及抑制策略变压器是电力系统中非常重要的电力设备，其工作性能关乎整个系统的安全运行。

文章详细分析了变压器励磁涌流及其特点，针对它给电力系统所带来的危害，提出了抑制的对策。

标签：变压器；励磁涌流；危害；抑制策略1 引言处在正常工作状态下的变压器，其励磁电流通常只有额定电流3%到8%，容量较大的变压器则不超过1%。

图1为稳态状态下磁通与电压之间的关系，励磁回路中的电阻可以忽略，磁通滞后外加电压90°，因此建立了稳定的磁场来抵消外部电源磁场的变化。

此时，铁心饱和程度较低，励磁电流很小。

然而一旦变压器在空载情况下使用，受到变压器铁心饱和与铁心非线性的影响，励磁涌流将激增，这给变压器与电力系统的运行带来危害。

所以，对变压器励磁涌流展开研究具有现实意义。

图1 稳态状态下磁通与电压之间的关系2 励磁涌流产生机理变压器是基于电磁感应原理的、适用于静态交流电力系统的一种重要电力设备。

变压器在空载状态下合闸充电，能观察到电流表指针出现大幅度摆动，之后极快地恢复正常，指向正常的空载电流值，这个冲击电流一般被称作励磁涌流。

励磁涌流的产生与变压器铁心饱和程度密切相关。

变压器处于空载状态进行合闸充电时，受到外加电压的影响，绕组磁场将在一定程度上发生变化。

与此同时根据磁链守恒定律，绕组在磁路中将出现单极性偏磁情况。

由于变压器铁心材料具有非线性的特征，为了与绕组磁场变化相抵，铁心饱和程度将发生变化。

当铁心饱和程度较低时，铁心磁化曲线斜率极大，这时励磁电流极小。

当铁心饱和程度较高时，其磁化曲线斜率极小，励磁电流随着磁通的增长而变大，最后变为励磁涌流。

若变压器存在剩磁，并且极性绕组偏磁一样，就会减小变压器绕组的励磁电抗，从而出现巨大的励磁涌流。

3 励磁涌流的特点磁化曲线斜率影响着变压器绕组的励磁电流与磁通之间的关系。

铁心饱和程度越高，励磁电流越大产生的磁通也就越大，其磁通密度甚至能达到稳态状态下磁通密度的2倍以上。