变压器励磁涌流的原因
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。
和应涌流和励磁涌流的区别
和应涌流和励磁涌流的区别"和应涌流"和"励磁涌流"是电力系统中涉及到变压器运行的两个重要概念，它们的区别如下：
和应涌流 (Inrush Current)：
定义：和应涌流是在变压器投入运行时瞬间出现的高电流。
它是由于变压器磁路中的空气间隙和磁通的突然变化导致的。
原因：和应涌流主要由于变压器的磁路在初次通电时需要建立磁场，而这个过程需要较大的电流。
特点：和应涌流的持续时间很短，通常在几个周期内就会消失。
励磁涌流 (Excitation Current)：
定义：励磁涌流是在变压器正常运行时，在变压器绕组中流动的一种低频电流。
原因：励磁涌流是由于变压器的磁场需要持续维持，因此在正常运行过程中会有一定的励磁电流。
特点：励磁涌流的幅值较小，是正常运行状态下的一部分，与变压器的负载无关。
总的来说，和应涌流和励磁涌流的主要区别在于产生的原因和特点。
和应涌流是在变压器刚投入运行时由于建立磁场而产生的瞬时高电流，而励磁涌流是在变压器正常运行过程中持续存在的较小电流。
变压器产生励磁涌流的原因
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！。
变压器励磁涌流产生的原因及特点
1）幅值大且衰减，含有非周期分量电流，且只流过变压器差动保护的一侧；
2）波形呈间断特性；
3）含有大量的偶次谐波分量，其中以2次谐波为主。
变压器励磁涌流:变压器全电压充电时,在其绕组中产生的暂态电流。
产生的原因是: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,因此产生较大的涌流,其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。
励磁涌流是由于变压器铁芯磁通饱和所引起的冲击电流，其大小与变压器等值阻抗、合闸初相角、剩磁大小、绕组接线方式、铁芯结构及材质等因素有关。
在变压器的铁芯磁通未饱和时，励磁绕组电感很大，励磁电流很小甚至可忽略不计；而当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，由于磁链不能突变，会产生自由直流分量，经过一段时间后变压器铁芯磁通饱和，变压器励磁绕组电感降低，将出现数值很大的励磁电流，也就是我们所说的励磁涌流。
励磁涌流的波形分为两种：一种是偏向时间轴一侧的单向励磁涌流
变压器励磁涌流原理
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。
电力变压器的励磁涌流判据
1.电流波形特征识别法
1.1二次谐波制动原理
二次谐波制动法是计算差流中的二次谐波分量，若其值较大则判定为涌流，常用的判别式为：
式中：Id2和
二次谐波制动原理简单明了，有多年的运行经验，目前国内外实际投入运行的微机变压器保护大都采用该原理。但是，采用二次谐波制动原理的变压器保护，面临着以下几个问题：
差动保护一直是电力变压器的主保护，其理论根据是基尔霍夫电流定律，对于纯电路设备，差动保护无懈可击。但是，对于变压器而言，由于内部磁路的联系，本质上不再满足基尔霍夫电流定律，变压器励磁电流成了差动保护不平衡电流的一种来源。大型电力变压器正常运行时的励磁电流通常低于额定电流的1%，所以适当设定差动保护动作值仍可准确区分变压器内部故障与外部故障。但是，电力变压器运行条件复杂，过励磁时励磁电流可达额定电流的水平，空载合闸或者变压器外部短路被突然切除而端电压突然恢复时，暂态励磁电流（即励磁涌流）的大小有时可与短路电流相比拟。这样大的不平衡电流必然导致差动保护误动，为此，变压器差动保护的主要矛盾一直集中在准确鉴别励磁涌流和内部故障电流上。
为消除剩磁不确定性的影响，采用ψ-id曲线斜率dψ/did，区分励磁涌流和内部故障电流，如图1所示。变压器正常运行于未饱和时，数值较大且为一常数；铁心饱和时，数值较小；发生励磁涌流时，铁心交替饱和，将在大值与小值间周期变化；而内部故障时，数值较小且为常数
变压器励磁涌流原理
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。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
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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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
变压器的励磁涌流产生原因及特点
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。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
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。
变压器励磁涌流产生的原因
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。
励磁涌流产生的原因及应对策略
励磁涌流产生的原因及应对策略励磁涌流是指在变压器或电感器等励磁装置中，当励磁电源突然断开或切换时，由于磁场能量的突然消失导致的涌流现象。
励磁涌流产生的原因主要有以下几点：1.磁场能量的突然消失：当励磁电源突然断开或切换时，磁场能量无法迅速释放，导致磁场崩溃，进而引起励磁涌流。
2.反垂直电势的产生：励磁涌流是由磁场能量崩溃产生的，根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会产生感应电动势，从而使电流产生。
这个感应电动势的方向会使电流在电源正常供电方向的电势垂直方向上产生一个反向电势，促使励磁涌流的形成。
针对励磁涌流产生的原因，可以采取以下几个策略进行应对：1.添加涌流限制电阻：在励磁装置中添加一个合适的涌流限制电阻，可以限制励磁涌流的大小。
通过选择合适的电阻值，可以实现对励磁涌流的控制，避免涌流过大造成设备损坏。
2.使用缓冲磁阻：在励磁装置中添加缓冲磁阻，可以减缓励磁涌流的变化速度，从而减小涌流的幅值。
缓冲磁阻可以通过改变磁场能量的释放时间来调节涌流。
3.切换时序设计：对励磁装置的切换进行合理的时序设计，可以减小涌流的幅值。
通过合理控制开关的切换时间，使励磁涌流在切换时刻汇集在较小的时间窗口内，减小涌流的大小。
4.使用软启动器：软启动器是一种通过逐渐增大电压或电流来启动电器设备的装置，可以避免励磁装置启动时突然施加高电压或大电流引发的励磁涌流。
软启动器可以逐步提供励磁电源，减小涌流的幅值。
5.使用电容器补偿：在励磁装置中添加适当的电容器进行补偿，可以调整电压和电流之间的相位差，降低励磁涌流的大小。
补偿电容器可以提供额外的电流，使电压和电流的变化更平缓，减小涌流的大小。
总之，励磁涌流是在励磁装置中常见的问题，会对设备产生不利影响。
通过在设计和操作过程中采取适当的措施，可以有效地应对励磁涌流，并保护设备的正常运行和使用寿命。
变压器励磁涌流原理
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。
变压器励磁涌流分析
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。
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【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。
励磁涌流产生的原因
1. 铁芯饱和变压器铁芯是磁通的主要通道，当变压器电压过高或电流过大时，铁芯中的磁通量会超过其饱和磁通量，导致铁芯饱和。
此时，铁芯的导磁率下降，励磁电抗减小，从而产生较大的励磁涌流。
铁芯饱和程度与变压器电压、电流、频率、铁芯材料等因素有关。
2. 剩余磁通变压器在停止运行一段时间后，铁芯中会保留一定的剩余磁通。
当变压器重新投入运行时，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，会导致总磁通量增大，从而产生励磁涌流。
剩余磁通的大小与变压器的工作时间、铁芯材料、温度等因素有关。
3. 系统电压相角变压器投入时，系统电压的相角对励磁涌流的大小有较大影响。
当系统电压经过零点瞬间，磁通达到峰值，此时励磁涌流最大。
随着电压相角的变化，励磁涌流的大小也会发生变化。
4. 电源系统阻抗电源系统阻抗对励磁涌流的大小和衰减速度有较大影响。
当电源系统阻抗较大时，励磁涌流的衰减速度会减慢，从而延长了涌流的时间。
电源系统阻抗与系统电压、线路长度、线路材料等因素有关。
5. 合闸操作变压器合闸操作过程中，由于断路器触头接触不良、操作速度过快等原因，可能导致合闸瞬间电压波动，从而产生较大的励磁涌流。
6. 线路参数变压器线路参数，如线路长度、线路材料、线路截面等，也会对励磁涌流产生影响。
线路长度越长，线路阻抗越大，励磁涌流越大；线路材料导电性能越好，励磁涌流越小。
7. 变压器容量变压器容量对励磁涌流的大小有较大影响。
一般而言，变压器容量越大，励磁涌流越大。
这是因为大容量变压器铁芯截面积较大，磁通密度较高，容易发生饱和。
综上所述，励磁涌流产生的原因是多方面的，包括铁芯饱和、剩余磁通、系统电压相角、电源系统阻抗、合闸操作、线路参数和变压器容量等因素。
在实际工作中，应根据具体情况采取相应的措施，降低励磁涌流的影响。
变压器励磁涌流原理
变压器励磁涌流原理变压器励磁涌流的产生是由于变压器的铁心在初次通电时，由于铁心上残余磁场的存在，电磁感应作用产生一个瞬时电势，导致励磁电流瞬时增大。
另外，变压器柔性铁芯中的有机冷却剂（如油）的热膨胀现象，也会引起涌流的产生。
通常情况下，励磁涌流的持续时间大约为数十至数百毫秒。
励磁涌流会产生一些不良影响，主要有以下几点：1.变压器的励磁涌流会使变压器的输入电流瞬间增大，导致电网负荷增加。
在电网的规划和运行中，通常需要预留一定的电流裕度以应对励磁涌流的增加，这样会导致电网资源的浪费。
2.励磁涌流还会导致变压器线圈的电压降低，甚至可能引起电压的波动，影响变压器的正常工作。
瞬时电压降低可以导致一些与用户的设备断开连接，从而导致设备的故障和停机。
3.变压器励磁涌流还会产生较大的瞬时电流，使变压器和供电设备的绝缘强度受到挑战。
长期以来，过大的涌流会导致绝缘系统的老化和破坏，甚至引发短路故障，严重影响电力供应的质量和可靠性。
为了减小和控制励磁涌流1.在变压器设计和制造过程中，通过优化变压器的铁心结构和材料，降低励磁电流的瞬时增加，从而减小励磁涌流。
2.通过合理的变压器接线方式和转换设备的设备保护装置，实施逐级励磁、逐级负荷并行运行、多变压器群控等措施，来减小励磁涌流对电网的冲击。
3.应用先进的励磁系统，如智能励磁控制技术、励磁变压器的多种调整和优化方案，并加强变压器的维护管理，提高励磁系统和变压器的可靠性和稳定性。
总之，励磁涌流是变压器中存在的一种不良电气现象。
通过优化设计、合理布置和维护管理，可以有效地减小和控制励磁涌流，从而保证变压器和电力系统的正常运行。
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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。
将差动线圈调整为10匝，动作电流为6A后，即解决了变压器空载合闸合不上的问题。
抑制变压器励磁涌流的新方法变压器励磁涌流不仅导致继电保护误动，由其衍生的电网电压骤降、谐波污染、和应涌流、铁磁谐振过电压等都给电力系统运行带来不可低估的负面影响。
数十年来人们通过识别励磁涌流特征的方法来减少继电保护的误动率，但并未获得良好的回报，误动率仍居高不下。
至于对电压骤降、谐波污染、和应涌流等的消除更一筹莫展。
究其原因是人们认为励磁涌流的出现不可抗拒，只能采用“识别”的对策，即“躲”的对策。
抑制变压器励磁涌流的新方法变压器励磁涌流不仅导致继电保护误动，由其衍生的电网电压骤降、谐波污染、和应涌流、铁磁谐振过电压等都给电力系统运行带来不可低估的负面影响。
数十年来人们通过识别励磁涌流特征的方法来减少继电保护的误动率，但并未获得良好的回报，误动率仍居高不下。
至于对电压骤降、谐波污染、和应涌流等的消除更一筹莫展。
究其原因是人们认为励磁涌流的出现不可抗拒，只能采用“识别”的对策，即“躲”的对策。
其实，换个思路——“抑制”，是完全可以实现的，而且已经实现了。
0、引言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；1.3 A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”(sympathetic inrush)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。
长期以来，人们认为无法测量变压器的剩磁极性及数值，因而不得不放弃利用偏磁抵消剩磁的想法。
从而在应对励磁涌流的策略上出现了两条并不畅通的道路，一条路是通过控制变压器空投电源时的电压合闸相位角，使其不产生偏磁，从而避免空投电源时磁路出现饱和。
另一条路是利用物理的或数学的方法针对励磁涌流的特征进行识别，以期在变压器空投电源时闭锁继电保护装置，即前述“躲避”的策略。
这两条路都有其致命的问题，捕捉不产生偏磁的电源电压合闸角只有两个，即正弦电压的两个峰值点（90°或270°），如果偏离了这两点，偏磁就会出现，这就要求控制合闸环节的所有机构（包括断路器）要有精确、稳定的动作时间，因为如动作时间漂移1毫秒，合闸相位角就将产生18°的误差。
此外，由于三相电压的峰值并不是同时到来，而是相互相差120°，为了完全消除三相励磁涌流，必须断路器三相分时分相合闸才能实现，而当前的电力操作规程禁止这种会导致非全相运行的分时分相操作，何况有些断路器在结构上根本无法分相操作。
用物理和数学方法识别励磁涌流的难度相当大，因为励磁涌流的特征和很多因素有关，例如合闸相位角、变压器的电磁参数等。
大量学者和工程技术人员通过几十年的不懈努力仍不能找到有效的方法，因其具有很高的难度，也就是说“躲避”的策略困难重重，这一策略的另一致命弱点是容忍励磁涌流出现，它对电网的污染及电器设备的破坏性依旧存在。
图2-1为一单相变压器结构图，可写出空载时初级绕组的电压方程式中N1、R1分别为初级绕组的匝数及电阻（2.1）可改写为式中α为t=0时U1的初相角如忽略电阻R1，即设R1=0，则得求解（ 2.3）式微分方程得磁通Φ的表达式为依据磁链守恒定理，合闸瞬间磁路中磁链不能突变，即可求出积分常数C。
式中可写出磁通Φ表达式式中为总磁通的幅值从式(2.6)中不难看出变压器外施电压u1在不同初相角α合闸时所产生的磁通Φ都不相同，将式(2.6)改写为式(2.7)中为暂态磁通，即偏磁，在合闸瞬间Φp的值与α有关，在90°或270°空投时Φp=0，在0°或180°空投时Φp可达峰值Φm。
式(2.7)中为稳态磁通，为一周期函数。
图2-2为空投合闸角α=0时的磁通变化曲线，图中Φs为稳态磁通，Φ为Φs和Φp 合成的总磁通（未计及剩磁Φres），Φsat为变压器饱和磁通。
对于无损变压器（R1=0）偏磁Φp不会衰减，如实线所示，对于有损变压器（R1>0）Φp按时间常数衰减，如虚线所示。
从图2-2中可看出在电压相位角在θ1至θ2区间总磁通Φ大于饱和磁通Φsat，磁路饱和，因而产生励磁涌流iy，iy具有间断性。
对于无损变压器Φ和iy是关于的偶对称波形，而在iy=0的间断角区间Φ则是关于的偶对称波形。
对于有损变压器则Φ与iy将不再有对称关系。
当计及剩磁时，总磁通将由剩磁、偏磁（暂态磁通）及稳态磁通三者组成。
不难看出在图2-2偏磁的情况下，如剩磁为正，则总磁通曲线向上平移，即磁路更易饱和，励磁涌流幅值会更大。
如剩磁为负，则励磁涌流将被抑制。
图2-3是铁磁材料的磁滞回线，它描述在磁路的励磁线圈上施加交流电压时，磁势H也相应的从-Hc到Hc之间变化，由H产生的磁通Φ（或磁通密度B=Φ/S）将在磁滞回线上作相应的变化。
如果H在回线上的某点突然减到零，则B将随即落到对应B轴的某点上，该点所对应的B值即为剩磁Br。
可以看出剩磁的数值和极性与切除励磁电压的相位角有关，如果在第Ⅰ、Ⅱ象限切断励磁电源（即H=0）则剩磁为正或零，在Ⅲ、Ⅳ象限切断励磁电源，则剩磁为负。
3、励磁涌流的抑制方法变压器在正常带电工作时，磁路中的主磁通波形与外施电源电压的波形基本相同，即是正弦波。
磁路中的磁通滞后电源电压90°，通过监测电源电压波形实现对磁通波形的监测，进而获取在电源电压断电时剩磁的极性。
变压器空投上电时产生的偏磁Φp也一样，因偏磁，电源电压上电时的初相角α在Ⅰ、Ⅳ象限区间内产生的偏磁极性为正，而初相角α在Ⅱ、Ⅲ象限区间内产生的偏磁极性为负。
显然，剩磁极性可知，偏磁极性可控，只要空投电源时使偏磁与剩磁极性相反，涌流即被抑制。
图3-3为变压器初级电压u、主磁通Φ、剩磁ΦRes及偏磁Φp与分闸角和合闸角的关系曲线图,以及电源电压u分闸初相角α’与剩磁ΦRes的关系曲线。
变压器处于稳态时主磁通Φ滞后电源电压u 90°，如图3-3中曲线①及曲线②所示。
变压器空载上电时所产生的偏磁一定与稳态时对应上电时电压u曲线上电点的稳态磁通大小相等，极性相反，如图3-3中的曲线③对应M点或N点的Φp1和Φp2。
其最大值可达稳态磁通Φ的峰值Φm，而剩磁ΦRes幅值与磁路材料的特性有关。
不难看出对应同一个合闸初相角α或分闸初相角α’所产生的偏磁和剩磁的极图3-3 变压器初级电压u、主磁通Φ、剩磁ΦRes及偏磁Φp与分闸角和合闸角的关系曲线图性正好相反，也就是说通过分闸时测量电源电压分闸角α’，并将α’保存下来，在下次空投变压器时选择在合闸角α等于α’时加上电源，偏磁就可与剩磁反向，它们的合成磁通将小于饱和磁通Φsat(曲线④)，（因饱和磁通一般选择大于稳态磁通峰值），磁路不会饱和，从而实现对励磁涌流的抑制。