变压器励磁涌流抑制方法研究

变压器空载合闸励磁涌流抑制技术研究随着海洋石油越来越多的依托海底电缆电力组网进行边际油田开发，对电力组网的供电可靠性要求越来越高。

通常电力变压器空载合闸时会产生较大的励磁涌流，容易造成变压器差动保护装置和敏感电力电子元器件的误动作，影响电力系统的安全稳定运行等。

针对这一问题，本文运用MATLAB软件对相控开关模型进行仿真和對串并联电阻数学模型进行分析，得出加装相控开关能够明显的抑制投切大容量变压器时产生的涌流。

通过串并联电阻能够加快冲击电流的衰减速度，使得变压器保护装置可以躲过涌流引起的误动作时间。

标签：变压器;空载合闸;励磁涌流;MATLAB一、项目概述中国海洋石油某油田由一艘浮式储油轮和两个井口平台组成。

储油轮作为油田的供电中心，共设置三台透平发电机组，单台机组的额定容量为4632kW，额定功率因数0.8;两个井口平台只设置有应急发电机，正常生产用电由储油轮通过两台4000kV A，6.3/10.5kV的升压变压器升压，然后通过两根海缆（3x50mm2）分别向井口平台供电，至井口海缆长度分别为3km和4.8km，井口平台再通过两台并列运行的4000kV A，10.5kV/0.4kV的降压变压器为平台上用电设施供电。

平台电力系统黑启动时，储油轮上仅有一台透平发电机为井口平台供电，空载投入6.3/10.5kV升压变压器产生励磁涌流导致单台机组关停脱网，必须开启两台透平发电机组才能承受励磁涌流冲击，因此严重影响了油田供电恢复的效率，必须对变压器采取励磁涌流抑制措施，降低对电网的冲击。

二、变压器励磁涌流解决方案1.变压器励磁涌流变压器原边绕组接在交流电源上而副绕组开路时的运行方式叫做空载运行。

变压器二次侧空载时，副绕组流过的电流为0;一次侧流过的电流称为励磁电流，该励磁电流流过一次绕组产生主磁通。

当变压器空载关合上口断路器时，由于合闸相位的随机性以及变压器剩磁的影响，使得铁芯磁通迅速趋于饱和，从而产生幅值很大、频率很高的励磁涌流。

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。

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。

变压器励磁涌流的抑制技术分析【摘要】变压器的励磁涌流问题已经成为电力系统运行所面临的一大难题，过大的励磁电流会损害变压器，同时也会影响电力系统的正常运转，影响供电质量，也很有可能会对电力系统内部反应较为敏捷的电子器械带来破坏，本文分析了变压器励磁涌流的特征，然后探究了励磁涌流的抑制技术。

【关键词】变压器;励磁涌流;抑制技术变压器在电力系统中居于主要地位，是必不可少的设备，其运行的稳定程度直接关系到电力系统安全。

当变压器稳定工作时，其励磁电流小，不会出现问题。

然而，如果变压器空载装入电网时，则会因为其铁心的性能与特征等带来大规模的励磁涌流，产生大量的冲击电流，难免会对电力等系统造成极大的损害，导致电力供应服务能力下降，同时也会为变压器本身带来不利影响，甚至会损坏或破坏变压器，降低绝缘性能等等，要想解决这一问题就要加大研究力度，通过采用抑制技术来减少励磁涌流对变压器的破坏和影响，只有这样才能确保变压器功能与作用的正常发挥。

维护电力系统的正常运转为了减少这些问题的出现，就要积极采用抑制技术，控制励磁涌流的规模，维护变压器的安全平稳工作。

一、变压器励磁涌流的特点探究目前，最经常使用的励磁涌流判断方法大部分都是参照所获得的变压器励磁涌流内部的特点等去规划和判断励磁涌流以及短路电流如图1所示，这一方法的错误判断比率相对较大，在对励磁涌流进行处理、协调过程中通常也是短暂性地关闭保护设施，预防其保护设备出现误动的情况。

基于以上分析可以看出必须采取有效方法来减少励磁涌流的出现。

图1 励磁涌流与短路故障状态区分二、变压器励磁涌流抑制技术的基本原理和方法1.励磁涌流的判断方法根据上面的细致全面探究，可以把功率耗费思想同变压器磁通的分析二者联系起来，拿出一个全新的励磁涌流判断策略，也就是电力系统与磁通二者的直流分量进行比较、分析，设ΔP是差瞬间有功功率，也是变压器所耗费的功率。

而ΔP0则代表其直流分量。

这其中展现了变压器所损耗的有效值，在两者相互对比之下形成一类全新的、科学的励磁涌流判断方法。

变压器励磁涌流抑制原理及现场应用优化引言：变压器是电力系统中重要的电能传输设备，其负责将高压电能转换为低压电能，并通过电能传输网络将电力供应到终端用户。

然而，在变压器投入运行时，励磁涌流可能会导致设备的电流波动和损耗，甚至造成电网的不稳定。

因此，为了保证系统的稳定运行，需要合理地抑制变压器励磁涌流并优化其现场应用。

一、励磁涌流抑制原理1.1励磁涌流的产生励磁涌流通常是由于变压器的磁路突然产生磁通时引起的。

在变压器的磁路中，磁通的变化速度往往比较快，导致励磁电流呈现出一个瞬时的增大过程，即励磁涌流。

1.2励磁涌流的影响励磁涌流对变压器和电网产生了不利影响，主要表现为：(1)变压器附加损耗：励磁涌流会导致变压器的额定电流上升，从而导致额外的电阻损耗。

(2)变压器振荡：励磁涌流在变压器铁芯和线圈之间产生电磁力，会引起变压器的震荡。

(3)电网不稳定：当变压器接入电网时，励磁涌流会产生电网的瞬时波动，影响电网的稳定性。

1.3励磁涌流抑制原理为了抑制励磁涌流，可以采用以下方法：(1)在变压器的电源供电系统中增加限流电抗器。

通过限制电源的短路能力，减少励磁涌流的电流峰值。

(2)使用励磁变压器。

励磁变压器是由辅励变压器和电抗器组成，通过控制辅助变压器的绕组电压来控制励磁涌流。

(3)通过安装软起动装置来逐步增加变压器的励磁电流，避免励磁涌流的冲击。

2.1选择适当的变压器为了减少励磁涌流对电网的影响，可以选择具有低励磁电流的变压器。

通常情况下，具有较低额定电压的变压器具有较低的励磁电流。

2.2控制变压器的励磁电流为了减少励磁涌流的影响，可以通过控制变压器的励磁电流来实现。

通过调节励磁变压器的绕组电压，可以减小励磁涌流的电流峰值，从而减少对电网的影响。

2.3优化励磁变压器的参数为了确保励磁变压器的效果，可以优化其参数。

包括选择合适的励磁变压器容量、安装位置和接线方式等。

同时，还需要合理地进行维护和检修，确保其正常运行。

变压器剩磁变化规律及励磁涌流抑制研究变压器是电力系统中常用的电力变换设备，其工作原理是利用电磁感应现象将输入电压转换为输出电压。

在变压器工作过程中，磁场的变化是十分重要的，而剩磁变化规律及励磁涌流抑制是变压器中的两个重要研究方向。

我们来了解一下剩磁变化规律。

剩磁是指在变压器工作过程中，磁场中的磁通量在磁场切断后仍然存在的部分。

剩磁的存在会影响变压器的工作性能，产生一些不良影响，如励磁涌流、励磁过程中的能量损耗等。

因此，研究剩磁的变化规律对于改善变压器的性能至关重要。

剩磁的变化规律与变压器的工作状态密切相关。

当变压器处于空载状态时，剩磁的变化规律主要受到电源电压的影响。

在电源电压的作用下，变压器的铁芯中会产生磁通量，当电源电压突然消失时，由于铁芯的磁导率不等于零，磁通量不会立即消失，而是以指数衰减的方式逐渐减小。

这种衰减的速度与铁芯的特性有关，可以通过剩磁衰减曲线来描述。

另一方面，当变压器从空载状态切换到负载状态时，剩磁的变化规律也会发生变化。

在负载状态下，变压器的磁通量会随着负载电流的变化而变化。

当负载电流突然减小或消失时，变压器的磁通量也会随之减小，但其变化规律与空载状态下有所不同。

除了剩磁的变化规律外，励磁涌流抑制也是变压器研究的重要方向之一。

励磁涌流是指在变压器刚刚通电时，由于剩磁的存在导致的瞬时大电流现象。

这种涌流不仅会对变压器本身造成损害，还会对电力系统的稳定性产生不良影响。

为了抑制励磁涌流，研究人员提出了各种方法和措施。

其中最常见的是使用励磁抗补偿装置，通过改变变压器的励磁电流波形来抑制励磁涌流的产生。

此外，还有一些其他的方法，如使用变压器辅助绕组、改变变压器的设计参数等，都可以在一定程度上减小励磁涌流。

剩磁变化规律及励磁涌流抑制是变压器研究中的两个重要方向。

研究剩磁的变化规律可以帮助我们更好地理解变压器的工作原理，优化变压器的设计和运行；而抑制励磁涌流可以提高变压器的稳定性和可靠性，保证电力系统的正常运行。

《微电网与配电网间串联变压器磁饱和及励磁涌流抑制策略研究》篇一一、引言随着现代电力系统的不断发展和复杂化，微电网与配电网之间的互连已经成为电力系统发展的重要方向。

在微电网与配电网间，串联变压器起着至关重要的作用，然而，磁饱和及励磁涌流等问题却常常给电力系统的稳定运行带来挑战。

本文旨在研究微电网与配电网间串联变压器的磁饱和及励磁涌流现象，并探讨相应的抑制策略。

二、磁饱和现象及其影响磁饱和是变压器在运行过程中常见的现象，当变压器中的磁通密度达到一定程度时，铁芯的导磁性能将显著下降，导致变压器的工作效率降低，严重时甚至可能造成设备损坏。

在微电网与配电网间串联的变压器中，由于电压等级的差异和负荷的波动，磁饱和现象更为突出。

磁饱和会导致以下问题：一是变压器效率降低，能源浪费增加；二是可能引发局部过热，导致设备损坏；三是可能影响电力系统的稳定运行，甚至引发系统故障。

因此，对磁饱和现象的研究和抑制策略的制定具有重要意义。

三、励磁涌流及其影响励磁涌流是变压器在投入运行时产生的暂态电流，其幅值可达额定电流的数倍。

在微电网与配电网间串联的变压器中，由于系统结构的复杂性，励磁涌流的问题更为严重。

励磁涌流会带来以下影响：一是可能引发继电保护装置误动作，导致系统故障；二是可能对变压器的绝缘系统造成损害，影响设备寿命；三是可能对电力系统的电能质量造成影响。

因此，对励磁涌流的研究和抑制策略的制定同样重要。

四、磁饱和及励磁涌流的抑制策略针对微电网与配电网间串联变压器的磁饱和及励磁涌流问题，本文提出以下抑制策略：1. 优化设计：在变压器设计阶段，应充分考虑运行环境、电压等级、负荷特性等因素，合理选择铁芯材料、优化绕组结构，以提高变压器的抗磁饱和能力。

2. 安装保护装置：在变压器上安装适当的保护装置，如差动保护、过流保护等，以在发生磁饱和或涌流时及时切断电源，防止设备损坏和系统故障。

3. 合理调度：通过合理调度微电网与配电网的功率分配，降低变压器的负荷波动，从而减少磁饱和和励磁涌流的发生概率。

220kV变压器空载合闸励磁涌流及抑制措施分析引言励磁涌流是变压器合闸电源时的一种暂态状况,所有三个相以及接地中性点都有可能出现涌流。

对变压器差动保护来讲,励磁涌流可视为一种差动电流。

暂态涌流并不属于故障条件,保护仍需制动,这是变压器差动保护设计时需考虑的重要因素。

随着电力变压器制造中新型硅钢性能的改进以及采用速度很快的差动继电器,励磁涌流现象变得更为突出。

1励磁涌流产生机理及危害变压器铁芯的非线性饱和特性会导致其空载合闸时产生励磁涌流。

涌流的波形、大小和持续时间取决于许多特性因素,如变压器容量、绕组接法、合闸时电压的相位角、合闸绕组所在部位、铁芯的剩磁及磁化特性等。

励磁涌流仅流进变压器一侧的保护区(即实际电源侧）,由于在差动保护看起来为真实的差动电流而使继电器动作。

励磁涌流主要分为:合闸涌流、合应涌流和恢复涌流。

其中,合闸涌流的本质是合闸的时候,变压器磁通不能突变。

由于合闸角、主变剩磁等原因,会导致主变磁通饱和,产生很大的励磁电流。

变压器纵差(分相差动）保护用来保护主变三侧,但是励磁涌流始终是纵差(分相差动）保护无法完全解决的问题,其原因在于用电量保护来保护磁联系的元件,必然存在缺陷。

励磁涌流主要危害:(1）可能引起变压器差动保护动作,造成投运失败,影响送电效率。

(2）数值大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电力过大而受损,连续冲击会降低变压器绕组机械强度,损坏电气设备。

(3）导致周边换流站直流换相失败或功率波动。

2涌流检测方法当电力变压器合闸电源时,灵敏的差动保护可能误动。

为使差动保护躲过涌流,必须采取措施使算法能区分涌流状况与故障状况。

波形对称法:将流入继电器的差流进行微分,将微分后波形的前半周数据和后半周数据逐点做对称比较,故障电流基本上是工频正弦波,波形对称。

而励磁涌流时,三相差动电流中有大量的二次谐波和三次谐波分量存在,波形发生畸变、间断、不对称,利用算法检测出这种畸变,即可识别出励磁涌流。