变压器励磁涌流产生机理及抑制措施

变压器励磁涌流产生机理及抑制措施作者：杨祺金来源：《科技与创新》2015年第01期在地铁、轻轨的牵引供电系统等各个不同的电压等级系统中，变压器起着重要的作用。

多年来，变压器的应用效果总体不错。

但由于励磁涌流对变压器保护产生干扰的处理不当问题很多，由此造成的事故和损失也是不容乐观的。

1;;励磁涌流的产生变压器的励磁电压是影响励磁涌流产生的主要原因，系统电压发生变化促使励磁电压改变，进而产生励磁涌流。

根据变压器在不同运行情况下产生的励磁涌流程度，可将其分为以下三种励磁涌流。

1.1;;励磁起始涌流励磁起始涌流是一种瞬态性的涌流现象，它产生于变压器投入的开始瞬间。

当变压器运行停止后，变压器铁心中的磁通会随着磁滞特性环降回到某一范围的剩磁值，其磁通并不会随着系统电压的切除和励磁电流的下降而变为0.;变压器励磁电流和磁通波形（无瞬态励磁）如图1所示，φR为变压器在前一次断电时假定的剩磁值。

当变压器再次被接通时，如果其产生磁通的波形恰好经过φR，那么该磁通将持续之前的磁通波形平滑向下。

在这种情况下，运行的变压不会产生励磁涌流现象。

如果再一次接通的变压器的磁通值恰好与磁通波形的最大负值相吻合，那么当剩磁值φR 为正时，由变压器建立成的磁通波形开始是剩磁值φR，而不是由剩磁值最大值（φRmax）起始的。

变压器励磁电流和磁通波形（有瞬态励磁）如图2所示，其形成的就为φt曲线。

在这种运行模式下，变压器将会在其形成的励磁涌流的影响下发生影响很大的瞬态冲击情况，这一过程被称为瞬态励磁现象。

其实，在实际工作过程中，图1所示的励磁过程几乎不太可能，其主要原因在于断路器投入时间的特点，即无法控制性。

图3所示为变压器的经典励磁电流波形图，从该图中不难看出，它的波形是先在最初的几周里快速衰减，然后速度趋于缓慢。

波形的衰减速度和时间常数，即（L/R）的值是有关联的——电源系统时间常数值与衰减速度成反比，时间常数越高，其速度就越慢。

由此便可解释与变压器邻近的电源等电阻值较小器件或容量相对较大（即电感值较大）的器件，其励磁涌流的衰减为何较缓慢了。

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。

变压器励磁涌流的原因分析及抑制发布时间：2023-03-06T03:33:57.824Z 来源：《中国电业与能源》2022年20期作者：官自伟，郭加富，李吉平，秦浩倨，官维岗，苏倩[导读] 变压器空载合闸送电时会产生很高的励磁涌流官自伟，郭加富，李吉平，秦浩倨，官维岗，苏倩云南铝业股份有限公司，主任工程师，650502摘要：变压器空载合闸送电时会产生很高的励磁涌流，严重影响电力系统稳定运行及可能导致保护误动甚至变压器损坏。

因此，抑制、消除励磁涌流对变压器影响是非常必要的。

本文主要从针对防止保护误动的二次谐波制动及利用剩磁与偏磁相互作用的原理，控制磁路不饱和从而达到抑制和消除励磁涌流，确保变压器投运安全可靠。

[关键词]励磁涌流磁路饱和剩磁偏磁二次谐波变压器空载合闸送电时，在一定的条件下将产生5—8倍额定电流的励磁涌流。

励磁涌流对电力稳定运行产生危害非常大，由其引发的电网电压骤降、谐波污染、操作过电压、保护误动及合闸瞬间对变压器绕组的冲击等。

一直是人们极为关注的问题。

但是由于涌流形式的多变性，因此，对于彻底抑制、消除变压器励磁涌流还缺乏行之有效的办法。

目前主要有针对防止保护吴动的二次谐波制动及利用剩磁与偏磁相互作用的原理，控制磁路不饱和从而达到抑制和消除励磁涌流，从而有效保证变压器安全运行。

一、变压器励磁涌流的产生二、利用二次谐波闭锁差动保护防止保护误动作变压器空载合闸时，励磁涌流流入差动保护回路形成差流，往往会引起差动保护误动。

在励磁涌流的波形中含有大量高次谐波和非周期分量，高次谐波电流以二次谐波为最大。

二次谐波电流是变压器励磁涌流最明显的特征，因为在其它工况下很少有偶次谐波发生。

针对励磁涌流的这种特性，有针对的在变压器差动保护设有二次谐波闭锁，以防止差动保扩误动。

目前二次谐波闭锁判据主要采用以下方式: 1、三相闭锁:即三相电流中任意有一相电流中的二次谐波与基波的比值大于整定定值就闭锁三相差动保护。

( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改励磁涌流产生的原因及应对策略(通用版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes励磁涌流产生的原因及应对策略(通用版)随着经济的发展，电业因其无污染等特点被广泛应用到社会的各方面，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人民生命财产的安全。

本文从变压器励磁涌流释义开始、随后就变压器励磁涌流产生原因进行了分析研究，最后就变压器励磁涌流的应对策略提出了很好的意见。

变压器的励磁电流是只流入变压器接通电源一侧绕组的，对纵差保护回路来说，励磁电流的存在就相当于变压器内部故障时的短路电流。

因此，它必然给纵差保护的正确工作带来影响。

下面笔者结合工作实际谈一下励磁涌流产生的原理及应对策略。

变压器励磁涌流释义1.1励磁涌流的定义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。

1.2变压器励磁涌流的特点1.2.1涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，因此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。

1.2.2励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。

因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经0.5～1s后其值不超过(0.25～0.5)In。

1.2.3一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。

变压器励磁涌流的原因、特点和消除措施来源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。

变压器励磁涌流产生机理及抑制措施1、变压器励磁涌流及特点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。

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。

2、励磁涌流产生机理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。

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：（1）又，变压器电压与磁通间的关系为：（2）故：（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。

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。

高阻抗变压器励磁涌流的产生
高阻抗变压器在空载合闸时，可能会产生较大的励磁涌流，导致保护装置的误动作，严重时影响电力系统的稳定运行。

下面将从以下几个方面具体分析高阻抗变压器励磁涌流的产生。

一、励磁涌流的产生
高阻抗变压器在正常运行时的阻抗较高，用于限制短路电流，但在铁芯饱和时，高阻抗特性会加剧励磁涌流的产生。

二、励磁涌流的特性
励磁涌流的数值很大，通常达到额定电流的6～8倍。

由于涌流通过饱和的铁芯时产生的非线性效应导致其含有明显的高次谐波；由于电流在铁芯未饱和时急剧下降导致了励磁涌流的波形出现间断角。

三、励磁涌流的影响
励磁涌流的大电流值和谐波含量可能导致继电保护装置误判为内部故障或短路，从而引发误动作。

因而，为了防止误动作，可能需要调整保护定值，如降低差动保护的灵敏度或采用二次谐波制动原理构成的保护，但这可能牺牲部分保护性能。

四、励磁涌流的防范措施
采用带有速饱和变流器的差动继电器、二次谐波制动原理或模糊识别闭锁原理构成的保护策略，可以有效避免励磁涌流导致的误动作。

另外，通过改良变压器内部结构，如选择合适的铁芯材料、降低磁通密度的工作点、增加铁芯面积等，也可以降低励磁涌流的产生及其影响。

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。

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!。

展望
随着电力电子技术的发展，可 以预见变压器励磁涌流的研究 将更加深入，未来可能会发现
更加有效的抑制措施。
随着智能电网的建设，电力系 统的运行方式将更加灵活，变 压器励磁涌流的问题也将得到
更加有效的解决。
同时，随着人们对电力系统运 行效率的关注度不断提高，变 压器励磁涌流的研究也将更加 注重环保和节能方面的问题。
04
案例分析
案例一
01
02
03
事故概述
某500kV变压器在空载合 闸时，由于励磁涌流过大 导致保护误动，造成停电 事故。
事故原因
合闸瞬间，变压器铁芯饱 和，励磁电流急剧增加， 导致保护装置误判为短路 故障。
改进措施
优化变压器空载合闸控制 策略，采用快速合闸技术 ，减少励磁涌流的影响。
案例二
事故概述
励磁涌流的大小与变压器铁芯的材质、结构、加工工艺以及变压器运行时的工况 等因素有关。
变压器励磁涌流的危害
励磁涌流会危及变压器的安全运行，可能导致变压器的损坏 甚至爆炸。
励磁涌流还可能导致电力系统的谐波污染，对电力系统的稳 定性和可靠性造成影响。
变压器励磁涌流的特点
励磁涌流具有很大的峰值和冲击力，其大小可能超过变压器额定电流的几倍甚至 几十倍。
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THANKS
减小变压器铁心饱和程度
通过改进变压器结构设计，采用高磁通密度材料，提高铁心最大允许工作磁 密等措施，降低变压器铁心的饱和程度，从而抑制励磁涌流的产生。
增加变压器空载合闸阻抗
通过改变变压器外部接线或增设串联电阻等方式，增加变压器空载合闸阻抗 ，降低合闸瞬间的电压变化率，从而减小励磁涌流的产生。
继电保护抑制措施
配置差动保护装置

[键入文字]
探究变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
 大家好，欢迎来到，小编今天为大家带来变压器励磁涌流产生机理及抑制措施，希望大家喜欢!
 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。

 关键词：变压器励磁涌流二次谐波间断角
 1、变压器励磁涌流及特点
 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
1。

采用交流励磁：通过控制交流励磁电压来调节磁通，从而抑制励磁涌流。
采用无功功率补偿：通过无功功率补偿来调节磁通，从而抑制励磁涌流。
采用磁通控制策略：通过优化磁通控制策略来抑制励磁涌流。
PART FOUR
深度学习：利用深度学习算法，如卷积神经网络（CNN）、长短时记忆网络（LSTM）等，对励磁涌流进行预测和识别。
影响电力系统的安全性：励磁涌流可能导致电力系统故障，影响电力系统的安全性。
影响电力设备的寿命：励磁涌流可能导致电力设备过热、绝缘老化等，影响设备的使用寿命。
励磁涌流可能导致继电保护装置误动作，影响电力系统的安全运行。
励磁涌流可能导致继电保护装置的测量误差增大，影响保护装置的准确性。
励磁涌流可能导致继电保护装置的通信中断，影响电力系统的监控和调度。
励磁涌流可能导致继电保护装置的硬件损坏，影响电力系统的可靠性。
PART THREE
采用Y/△接线方式：将变压器的三相绕组连接成Y/△形，可以有效抑制励磁涌流。
采用自耦变压器：自耦变压器具有抑制励磁涌流的作用，可以降低变压器的励磁涌流。
采用串联电抗器：在变压器的输入端串联电抗器，可以有效抑制励磁涌流。
原理：利用数字信号处理技术对励磁涌流信号进行实时监测和处理
01
应用：适用于各种类型的变压器，包括电力变压器、特种变压器等
03
特点：实时性强，响应速度快，抑制效果好
02
技术难点：信号采集、数据处理、控制策略等
04
现代控制理论：包括自适应控制、模糊控制、神经网络控制等
01
模糊控制：利用模糊逻辑进行控制，适用于非线性、时变系统
CONTENTS
PART ONE
01
变压器是一种利用电磁感应原理进行能量转换的电气设备。

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。

变压器励磁涌流产生分析变压器励磁涌流是指在变压器未接入负载时，电压施加于变压器的次级绕组上，由于次级绕组中电流的变化和磁场的变化，导致变压器中电流的瞬间增大和减小，从而产生的一种瞬态现象。

在正常配制的变压器中励磁涌流往往会造成一定的影响，因此对于变压器的励磁涌流产生进行分析和控制非常重要。

一、励磁涌流的产生机理变压器中励磁涌流的产生机理可以简单地归纳为以下几点：1. 电源电压的突变：在变压器未接入负载时，施加在次级绕组上的电源电压突然变化，导致次级绕组上的电流瞬间发生变化。

这时，次级绕组中的电流会与磁场相互作用，形成由磁场引起的反电动势，从而使得次级绕组中的电流迅速减小。

2. 感应电动势的作用：在励磁过程中，一次绕组中的电流在变化时，由于磁链的变化，次级绕组中会产生感应电动势，引起瞬态的电流变化。

3. 变压器的磁性特性：变压器的铁芯由许多晶粒构成，每个晶粒中的晶格结构和磁性特性都存在差异。

在励磁过程中，这些晶粒会受到电磁力的作用，发生微小的位移，导致铁芯中产生瞬态的磁通波动和涡流。

二、励磁涌流的危害励磁涌流可能引起很多问题，例如：1. 引起噪声：励磁涌流会引起变压器中铁芯的瞬间震动，使得变压器发出噪音，影响工作环境。

2. 增大电压的失真率：在励磁过程中，由于涌流的存在，导致变压器中电压的失真率增大，影响电力系统的稳定性。

3. 引起短路事故：变压器中的涌流可能会引起短路事故，导致电力系统的瘫痪，给设备和工作人员带来很大的危害。

三、励磁涌流的控制方法为了控制励磁涌流的产生，可以采用以下措施：1. 选择合适的铁芯材料：变压器的铁芯材料是影响涌流大小的因素之一，采用适当的铁芯材料可使涌流得到一定程度的控制。

2. 增加次级电阻：在变压器的次级回路中添加电阻，可使涌流得到稳定控制，同时可以有效降低变压器的毛刺电压和暂态过电压，从而提高系统的稳定性。

3.采用无铁芯蜂鸣式变压器：无铁芯蜂鸣式变压器采用空心的密绕绕制，在励磁过程中能够有效地抑制变压器中的涌流，但成本相对较高。

变压器空载合闸励磁涌流及其抑制措施随着低压隔离变压器容量的不断增大,空载合闸励磁涌流的危害愈发严重,甚至严重影响了大容量低压隔离变压器的应用。

由于变压器铁芯材料励磁特性具有非线性特性,当铁芯磁通低于饱和时也就是变压器处于处于空载的稳态运行时，励磁电流是十分小的,仅占额定电流的0.2%~1%。

但是,当变压器空载合闸时,就会收到变压器铁芯剩余励磁及当变压器刚刚进行初载合闸时初相角所带来的随机性,而导致铁芯磁通逐渐趋于饱和状态,产生较大幅度值的励磁涌流其最大的峰值甚至可以达到变压器标准额定电流的6~8倍。

发生如此大的励磁涌流,必然会造成电网电压的不断波动,造成变压器的继电保护错误动作,从而诱发操作过电压，给电力电气设备带来严重的安全隐患。

为了有效抑制变压器空载合闸产生的励磁涌流，可以采取以下5种措施：一、变压器低压侧并联电容法在变压器低压侧并联一定的电容，变压器低压侧产生的磁通与高压侧磁通极性相反，对主磁通起去磁作用，从而达到抑制励磁涌流的目的。

二、在变压器的输入端串联电阻变压器合闸时，在变压器的输入端与电网间串联适当电阻可以限制冲击电流，串联电阻法能有效限制合闸冲击电流。

三、控制三相开关的合闸速断由于合闸瞬间外施交流电压的峰值为最大值时，变压器不会产生励磁涌流的特点，通过控制三相开关合闸的角度抑制励磁电流。

四、内插接地电阻由于变压器空载合闸时三相励磁涌流不平衡，在三相变压器的中性点处连接一个接地电阻，来抑制变压器的励磁涌流。

五、在升压变低压侧安装变压器合闸涌流一体化抑制装置变压器合闸涌流一体化抑制装置是基于电感线圈遵循磁链守恒原理，在变压器内部无剩余磁通时，选择在电压峰值，磁通为0时合闸将有效的避免涌流的产生；而在变压器内部有剩余磁通时，若能得知剩磁的极性和数值，在预期磁通等于剩磁通电压角度合闸，将有效的避免涌流的产生。

了解了变压器空载合闸励磁涌流及其抑制措施，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。