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励磁涌流与主变差动保护信号发出

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xu326VIP会员 VIP会员 发表于 2014-8-27 17:17:53 | 显示全部楼层 |阅读模式   来自江苏省
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yaohero 发表于 2014-8-28 10:01:45 | 显示全部楼层   来自天津市
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本帖最后由 yaohero 于 2014-8-28 10:04 编辑

变压器合闸时的励磁涌流
作者:刘永松
  摘 要:主要讨论了励磁涌流的产生和其对变压器的影响。
  关键词:变压器;励磁涌流;影响
  
  1 概述
  变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器,用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压,是交流电输配系统中的重要电气设备。当变压器合闸时,可能产生很大的电流,本文主要论述该电流的产生和影响。
  
  2 励磁涌流的特点
  当合上断路器给变压器充电时,有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大,然后很快返回到正常的空载电流值,这个冲击电流通常称之为励磁涌流,特点如下:
  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。
  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。
  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。
  4)励磁涌流的数值很大,最大可达额定电流的8~10倍。当整定一台断路器控制一台变压器时,其速断可按变压器励磁电流来整定。
  
  3 励磁涌流的大小
  3.1 合闸瞬间电压为最大值时的磁通变化
  在交流电路中,磁通Φ总是落后电压u90°相位角。如果在合闸瞬间,电压正好达到最大值时,则磁通的瞬间值正好为零,即在铁芯里一开始就建立了稳态磁通,如图1所示。在这种情况下,变压器不会产生励磁涌流。

1111.png
3.2 合闸瞬间电压为零值时的磁通变化
  当合闸瞬间电压为零值时,它在铁芯中所建立的磁通为最大值(-Φm)。可是,由于铁芯中的磁通不能突变,既然合闸前铁芯中没有磁通,这一瞬间仍要保持磁通为零。因此,在铁芯中就出现一个非周期分量的磁通Φfz,其幅值为Φm。
  这时,铁芯里的总磁通Φ应看成两个磁通相加而成,如图2所示。铁芯中磁通开始为零,到1/2 T时,两个磁通相加达最大值,Φ波形的最大值是Φ1波形幅值的两倍。因此,在电压瞬时值为零时合闸情况最严重。虽然我们很难预先知道在哪一瞬间合闸,但是总会介于上面论述的两种极限情况之间。

2222.png

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。
  综上所述,励磁涌流和铁芯饱和程度有关,同时铁芯的剩磁和合闸时电压的相角可以影响其大小。
  
  4 励磁涌流的影响
  励磁涌流对变压器并无危险,因为这个冲击电流存在的时间很短。当然,对变压器多次连续合闸充电也是不好的,因为大电流的多次冲击,会引起绕组间的机械力作用,可能逐渐使其固定物松动。此外,励磁涌流有可能引起变压器的差动保护动作,故进行变压器操作时应当注意。

 

 

 

Peterpaul彼得保罗
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