变压器励磁涌流分析
变压器励磁涌流的原因
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
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。
变压器励磁涌流及鉴别方法 (1)精选全文
iμ.C：反向涌流，在 wt=4π/3时达到最大值；
iμ.A，iμ.B，iμ.C的间断角 和二次谐波分别为： 78.6°，49.6°， 78.6°和14.8%， 37.6%，14.8%。
结合上面的算例，对于一般情况，三相变压器励磁涌流有以 下特点：
• 3 间断角鉴别的方法
间断角鉴别----励磁涌流的波形中会出现间断角，而变压器内 部故障时流入差动继电器的稳态差电流是正弦波，不会出现 间断角。间断角鉴别的方法就是利用这个特征鉴别励磁涌流 和故障电流，即通过检测差电流波形是否存在间断角，当间 断角大于整定值时将差动保护闭锁。
动作判据：间断角判据，波宽判据。
3. 三相励磁涌流中有一相或两相二次谐波含量比较小，但至 少有一相比较大。
4. 励磁涌流的波形仍然是间断的，但间断角显著减小，其中 又以对称性涌流的间断角最小。但对称性涌流有另外一个特 点：励磁涌流的正向最大值与反向最大值之间的相位相差 120°。这个相位差称为“波宽”，显然稳态故障电流的波宽为 180°。
最严重的情况是在电压过零时刻（α=0）合闸， 最大值为
2Φm+Φr，远大于Φsat，造成变压器的严重饱和。
在励磁涌流分析中，通常用θ=wt+α来代替时间，这样 是以
2π为周期变化的。在（0，2π）周期内，θ1<θ<2π-θ1时发生饱 和，而θ=π时饱和最严重。令Φ=Φsat，由图6-12可得：
1
Arc cos(m
二次谐波制动元件的动作判据： I2 K2 I1
I1，I2----分别为差动电流中的基波分量和二次谐波分量的幅 值。 K2----二次谐波制动比，按躲过各种励磁涌流下最小的二次谐 波含量整定，整定范围通常为K2=15%~20%，具体数值据现 场空载合闸试验或运行经验确定。 “三相或门制动”方案----三相差动电流中只要有一相的二次谐 波含量超过制动比K2，就将三相差动继电器全部闭锁。
变压器励磁涌流问题分析及对策
作者简介院汪明渊1983耀冤袁男袁本科袁工学学士袁高级工程师袁从事发电厂电气技术管理工作遥
统工程袁2018渊11冤院119. 3 周永亮袁万丽君袁邢帆帆.变压器励磁涌流的算法分析咱J暂.通信电源
技术袁2018渊7冤院94-95.
2 孙凯.单片机控制系统的抗干扰技术咱J暂.宜春学院学报袁2008渊抗干扰技术咱M暂.北京院北京航空航天出版 社袁2001.
4 结语
通过对变压器励磁涌流的特点分析袁 掌握产生励磁涌流 问题的原因尧规律和影响遥 提出一系列预防措施袁使处理策略 能够在实际的问题中进行运用袁并达到良好的处理效果袁保障 变压器运行的安全性和稳定性遥 参考文献 1 王文学.变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨咱J暂.煤袁2018渊7冤院
81-82. 2 王宝权袁魏碧芳.变压器励磁涌流抑制方法分析及仿真咱J暂.信息系
渊2冤延迟合闸方式遥 延迟合闸方式是先将 A 相进行合闸袁 其他两相 B 和 C 的感应磁通能够从预制相应磁通开始袁 沿着 回线产生相应的变化遥 其中 C 相的磁通饱和状态最先发生袁经 过变压器非线性特征的影响袁使 C 相的绕组电感超过 B 相袁刺 激 B 相磁通的快速增长袁达到 B 和 C 相磁通的一致状态时袁就 能够产生剩磁互相消除的作用遥 延迟合闸与快速合闸的方式 相比袁 主要的差异性在于延迟合闸方式是先将变压器某相进 行合闸袁在 3 个工频周期之后再将其他两相进行合闸遥 对于先 合闸的变压器某相剩磁有所掌握后袁 就能够对其他两相的合 闸进行良好的控制遥
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。
220kV变压器空载合闸励磁涌流及抑制措施分析
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。
变压器励磁涌流分析
变压器励磁涌流分析变压器是一种将交流电能转换为不同电压的电力设备。
当变压器初次通电或负载突变时，变压器会产生励磁涌流。
励磁涌流是指当变压器初次通电时，由于铁芯中的磁场要从零开始建立，所以在初次通电瞬间，变压器中会产生一个暂时很大的电流，称为励磁涌流。
励磁涌流的存在对变压器的运行和设备的安全性产生了一定的影响。
在变压器刚开始通电的瞬间，励磁涌流的存在会产生较高的电压降和电流，这可能会导致设备的过电压和过电流，从而对设备和线路产生损害，甚至引起故障。
因此，励磁涌流的分析和控制对于保证变压器的安全运行至关重要。
励磁涌流的大小取决于变压器的特性和外部条件。
变压器的励磁涌流通常包括初始涌流和转矩涌流两部分。
1.初始涌流是指变压器初次通电时，在瞬时切换磁通密度的过程中产生的涌流。
它的大小与变压器的磁路特性和工作频率有关。
初始涌流的存在可能会导致设备的过电压和过电流，因此在设计和选型过程中需要考虑降低初始涌流的影响。
2.转矩涌流是指在变压器负载突变时，由于变压器中的电流和磁通密度之间的非线性关系而产生的涌流。
转矩涌流的大小与负载变化的速度和幅度有关。
当负载突变时，由于变压器中的电流和磁通密度之间的非线性关系，会出现暂时的电流过大现象，这可能会导致变压器的过载和设备的损坏。
为了控制励磁涌流，可以采取以下措施：1.选择合适的变压器型号和参数：在设计和选型过程中，需要根据实际需求选择合适的变压器型号和参数，以保证变压器在通电初期和负载突变时的性能和稳定性。
2.使用励磁变流器：励磁变流器是一种能够控制和消除励磁涌流的装置。
它通过控制变压器的励磁电流和磁场，实现对励磁涌流的消除和控制。
3.恰当的负载控制：在变压器运行过程中，需要进行合理的负载控制。
对于负载突变的情况，可以通过逐步增加负载或使用软起动器等手段来减小转矩涌流的影响。
4.优化变压器设计：通过优化变压器的设计和结构，可以降低励磁涌流的影响。
例如，采用低磁导材料、合理设计变压器的线圈和磁路等。
变压器励磁涌流产生分析
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。
变压器励磁涌流产生的原因及措施
变压器励磁涌流产生的原因及措施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，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，并给出了常见的抑制措施。
《变流技术与电力牵引》是变流技术国家工程研究中心和株洲电力机车研究所联合主办的一种国内外公开发行的科技期刊，创刊于1978年，其前身是《电力牵引快报》。
20多年来，承蒙各级领导专家的关怀与帮助，以及广大读者的支持与偏爱。
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%。
变压器励磁涌流引起线路差动保护误动分析
变压器励磁涌流引起线路差动保护误动分析变压器励磁涌流是指当变压器通电时，由于磁路的存在导致瞬态电流增大，这种瞬态电流称为励磁涌流。
励磁涌流一般在变压器通电后的几个周期内逐渐减小并趋于稳定。
然而，励磁涌流的存在可能会引起线路差动保护的误动，从而导致保护装置误动跳闸。
下面对这一问题进行详细分析：首先，励磁涌流引起线路差动保护误动的原因主要有两方面：1.励磁涌流造成的差动电流：当励磁涌流通过变压器的绕组时，会引起电流相位和大小的差别，形成差动电流。
这会导致差动保护动作，误判为线路故障。
2.励磁涌流带来的谐波电流：励磁涌流中常含有很多谐波成分，特别是2次和3次谐波。
这些谐波电流会经过线路的绕组，产生线路差动保护的误判。
其次，线路差动保护误动的分析主要从两个方面入手：1.励磁涌流的大小和减小趋势：首先需要了解励磁涌流的大小及其减小的趋势。
通过实际测量和计算分析，可以确定励磁涌流的大小，以及其在变压器通电后的几个周期内的变化情况。
这样可以为保护装置的调整提供参考依据。
2.励磁涌流引起的差动电流和谐波电流：其次需要计算励磁涌流引起的差动电流以及谐波电流。
可以通过建立励磁涌流的模型，计算励磁涌流对不同线路绕组的影响，得出相应的差动电流和谐波电流。
根据这些计算结果，分析差动保护装置可能的误动情况。
最后，根据上述分析，可以采取一系列措施来减小变压器励磁涌流引起的线路差动保护误动：1.调整保护装置的动作阈值：根据励磁涌流的特点和分析结果，适当调整保护装置的动作阈值，使其能够识别出真正的故障信号，并避免误动。
2.加装滤波器：通过在变压器的绕组或者线路的末端加装滤波器，可以有效地减小励磁涌流带来的谐波成分，从而避免谐波电流对差动保护的干扰。
3.优化变压器的设计：在变压器的设计和制造过程中，可以采取一些措施，如合理设置变压器的磁路和绕组结构，减小励磁涌流的大小和持续时间。
4.增加辅助保护手段：在线路差动保护的基础上，增加其他的辅助保护手段，如零序电流保护、过零保护等，可以提高差动保护的可靠性和准确性。
变压器励磁涌流及鉴别方法
变压器励磁涌流及鉴别方法变压器励磁涌流是指在变压器接通电源时，励磁电流瞬时增大的现象。
励磁涌流的存在会给变压器的运行带来一些问题，如变压器铁心和线圈的温升增加、损耗增加、噪声增大等。
因此，对变压器励磁涌流的鉴别和控制非常重要。
首先，需要理解变压器励磁涌流的原因。
当变压器首次通电或重新通电时，因为铁心和线圈都处于剩磁状态，当励磁电流突然通过时，会产生涌流现象。
这是因为当励磁电流突变时，铁心和线圈的电磁场需要时间来建立，而在这个过程中，电流会增大。
对于励磁涌流的鉴别，可以采取以下几种方法：1.观察电流波形：励磁涌流一般为短暂的高幅值电流，如果在接通电源后出现电流突变、尖顶或波形不规则的情况，说明存在励磁涌流现象。
2.测量涌流电流：利用电流互感器等装置测量接通电源后的涌流电流幅值和时间，如果幅值较大且持续时间较长，也可鉴别励磁涌流的存在和大小。
3.算法鉴别：通过计算和分析接通电源后的电流波形和幅值，可以采用一些算法来鉴别励磁涌流。
例如，可以通过监测电流的突变率、上升时间、频率谱等特征参数，利用滤波、积分等算法进行判定。
对于变压器励磁涌流的控制，可以采取以下几种方法：1.采用预磁饱和变压器：预磁饱和变压器是一种特殊的变压器，其次级绕组先与直流电源接通，产生饱和磁通，然后再从精确整流变压器中加入正弦交流电源，使得饱和磁通随着交流电源的加入逐步减小。
这样可以有效降低励磁涌流的大小和影响。
2.增加限流电阻：可以在变压器绕组电路中增加限流电阻，通过限制励磁电流的上升速度来控制涌流。
3.采用细分启动方式：将变压器的绕组分成多个段，逐段启动。
通过控制每段绕组的接通时间和顺序，可以有效地控制励磁涌流。
4.使用变压器励磁控制装置：现代变压器通常配备励磁控制装置，通过监测和调整电流波形和幅值等参数，自动控制励磁涌流的大小和时间。
需要注意的是，励磁涌流的存在是正常的，只要涌流电流不超过变压器的额定值，并且持续时间不过长，一般不会对变压器的安全和稳定运行产生太大的影响。
变压器励磁涌流问题分析及对策
变压器励磁涌流问题分析及对策摘要：变压器是以电磁感应为原理基础的电气设备，在电气系统中起到关键调节作用，主要是通过转换高低压的形式和隔离交流电源的作用，使电气系统能够保持良好的运行状态，因此变压器运行的情况直接影响电气系统的运行。
当变压器受到励磁涌流的影响时，不仅会造成变压器的运行故障，也容易引发电气系统的运行异常，存在较大的安全隐患，且变压器产生励磁涌流造成的损伤也较为严重，使维修的难度和成本都有所提高。
本文变压器励磁涌流问题的原因和影响进行了深入分析，并提出了有效的处理对策，期望能够为保障变压器良好运行提供参考建议。
关键词：变压器；励磁涌流；问题分析；处理对策1.变压器励磁涌流的形成在变压器处于内部故障、外部故障和正常运行的情况下，变压器被认为运行在励磁曲线的线性段，在该区间内磁阻呈现大阻抗特性，正常运行时励磁电流很小，仅相当于正常电流的1%~2%。
但若变压器发生空投抑或发生区外故障切除时，由于磁通抵抗瞬时突变的特性，电压在恢复正常的过程中，磁通中突发出现的非周期暂态分量就会与剩磁发生叠加效应，共同导致变压器铁芯饱和，在其进入饱和区，励磁电流大小甚至可能超过10倍变压器额定电流，即形成励磁涌流。
励磁涌流是一种较为典型的尖顶波，非周期分量、谐波分量在其成分中所占比重较大。
而谐波分量尤以二次谐波和三次谐波较为显著，且其随时间的推移呈现增长态势，其所占二次谐波含量甚至可能超过基波含量的50%甚至以上。
变压器空载投入时的电压初相角、变压器的容量、变压器与电源间阻抗的大小、铁芯材料等因素都关系到励磁涌流的幅值和时间常数。
2.变压器励磁涌流问题分析励磁涌流的存在产生的破坏性影响较为研究。
不但会在变压器空载合闸时出现瞬间电流的短时增大，同时也能导致电流波形出现严重畸变、整个电网的电压也会因此迅速下降，此外，谐波污染也会相应的产生。
这些问题的出现终将导致一系列的严峻后果。
具体影响表现为：第一，引发继电保护误动作。
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。
变压器励磁涌流问题分析及对策
变压器励磁涌流问题分析及对策本文阐述了变压器励磁涌流的特点，针对变压器励磁涌流问题进行了深入探究，并结合实际情况提出了一些有效的解决措施，希望能为相关人员提供合理的参考依据。
标签：变压器;励磁涌流;问题;对策0引言变压器主要是对电磁感应原理进行了有效应用，在使用过程中可以实现高低压之间的有效转换，同时将交流电源进行有效隔离，其运行过程中的稳定性与电力系统安全性之间有着非常密切的联系。
如果变压器受到励磁涌流破坏，不但检修难度非常大，并且需要花费的时间也比较长，因此，加强变压器励磁涌流的抑制有着非常重要的意义。
1 励磁涌流的特点以及破坏性分析1.1 励磁涌流的特点分析在变压器实际运行过程中，其运行稳定性与励磁涌流之间有着非常密切的联系，因此，一定要对励磁涌流的特点进行全面了解，从而才能对变压器运行中存在的问题进行合理解决，有效保证整个电力系统的合理运行。
结合实际情况来看，励磁涌流特点主要体现在以下几方面：第一，具有非常高的电流，通常情况下是变压器额定电流的7倍左右，与短路电流具有一定的相似性;第二，励磁涌流波形呈尖顶，其中涉及到非常多的非周期分量与高次谐波，同时二次谐波不但大而且偏离相应的时间轴;第三，有间断角，同时大小外施电压的初相角、变压器的饱和磁通与剩磁之间存在一定的联系，但是在电力变压器转换作用下，会导致间断角发生转变;第四，励磁涌流会呈现指数衰减趋势，而小型变压器不但电阻非常大，同时涉及到的电抗非常小，所以衰减的速度非常快，在经过一定的周期之后就会有效保证整个系统的稳定性，而大型变压器的衰减速度会逐渐减缓。
1.2 励磁涌流问题分析1.2.1 造成继电保护误动作当变压器在正常运行或者是出现外部故障问题时，两边电流大小相位之间的差距非常小，而内部故障会造成两边电流极性出现相反的现象，因为电流之间差距非常大，所以经常会导致节点保护误动作问题的产生。
1.2.2 对电能质量的影响在变压器运行过程中，即便是对励磁涌流进行深入分析，将其与故障电流之间进行有效划分，防止保护误动作现象的产生，但是变压器空投产生的涌流还是会对电网稳定性产生非常严重的影响，形成了非常多的谐波，从而将严重影响到电能质量，如果不能进行有效解决，将会在一定程度上降低电气设备的使用质量与使用年限。
变压器励磁涌流及其鉴别方法、励磁涌流的产生、-励磁涌流的特征、励磁涌流的鉴别方法精选全文
4.波形偏离时间轴一侧，出现间断，饱和越严重，间断角越小
mcos（t＋）＋mcos＋r S
1
t1
arccos
mcos r
m
S
2 2 (1 )
J 2 (2 1)
2(1 )
2 arccos mcos＋r S
m
励磁涌流的间断角，与铁芯饱和磁通、剩磁的大小，合 闸时刻都有很大关系。
三、励磁涌流的鉴别方法
1. 二次谐波制动原理
(1)常用判别式： I 2 / I1 k
其中：I2 为二次谐波的幅值，I1 为基波的幅值； k 通常取 0.15～0.20 左右（运行经验）
一般采用或门制动的方式，即三相中有一相二次谐 波含量超过此定值就闭锁差动保护。
max (I2F / I1F ) k
F取为A、B、C
三、励磁涌流的鉴别方法
1. 二次谐波制动原理
(2)存在的问题：
现代变压器铁心饱和点低而剩磁大，二次谐波含量可能 低于10%，K值整定困难；
由于超高压输电线路分布电容的影响，变压器内部故障时 短路电流谐波含量增加，造成保护延时动作。
三、励磁涌流的鉴别方法
2.间断角原理
判据1：当差流的间断角 J 65o时判为励磁涌流，闭锁差动
(2)剩磁的大小和方向 剩磁较大时，暂态磁通较大，涌流也较大。
3. 影响励磁涌流的因素
(3)饱和磁通 变压器越易饱和，励磁涌流越大。
(4)TA饱和
基波电流变小，I2 / I1 增大；
间断角变小，甚至消失。
二、 励磁涌流的特征
1. 励磁涌流的幅值大
远远大于变压器正常工作时的励磁电流。其最大 值 可以达到变压器额定电流的 4～8 倍，与故障电流可以比 拟。
变压器励磁涌流特点及措施
变压器励磁涌流特点及措施变压器励磁涌流，这个名字听上去就有点儿高深莫测，对吧？简单来说，励磁涌流就是在变压器接通电源的时候，瞬间产生的一种电流。
这股电流就像一阵狂风，来得快去得也快，但可别小看它，搞不好会给变压器带来不少麻烦。
这种情况尤其在变压器初次启动的时候，简直就像是在开一场电流的派对，喧闹得很。
想象一下，你一打开电源，变压器就像被打了兴奋剂似的，电流猛地蹿上去，瞬间达到了很高的水平。
这种现象发生的原因，其实是因为变压器内部的铁芯在电流的作用下，产生了磁场，这个磁场又带动了电流的流动。
就好比你在喝饮料的时候，气泡一下子涌上来，真是让人措手不及。
不过，这种强烈的涌流其实是短暂的，过不了多久就会回归到正常水平。
但在这短短的瞬间，它可能会带来设备的过热、老化，甚至损坏，想想都让人心惊。
面对这样的涌流，咱们应该怎么办呢？预防是关键，绝对不能掉以轻心。
在设计变压器的时候，就得考虑到这个问题，采用一些保护措施。
比如，选用合适的保护装置，像是限流器和保护继电器，这些可都是可以帮助咱们控制涌流的好帮手。
就像是在家里遇到突如其来的大雨，提前准备好雨具总是比临时慌忙找伞强多了。
还有一种常见的做法，就是设置一个合理的启动程序。
比如，逐步加压，慢慢来，而不是一下子给它来个“电量满格”。
想象一下，像是在给小猫喂食，慢慢地让它适应，不然一下子喂太多，它可受不了。
逐步启动的好处就是能够有效降低涌流的强度，给设备一个缓冲期，减少冲击。
此外，定期维护也是不可或缺的环节。
就像我们的身体需要定期检查，变压器也需要定期检修。
检查铁芯的状态，看看有没有松动的情况，或是绝缘材料是否老化。
保持设备在最佳状态，能让我们在关键时刻减少涌流对设备的冲击。
当然了，理论归理论，实践才是王道。
有些情况下，即使做足了准备，涌流还是会出现。
这个时候，咱们就得冷静应对，快速启动保护措施，让设备安全度过这个“狂欢派对”。
有些高级一点的变压器，甚至会配备自动保护系统，一旦检测到涌流过大，立马就会切断电源，简直是个聪明的小家伙。
各类变压器励磁涌流的特征
各类变压器励磁涌流的特征电力变压器励磁涌流电力变压器励磁涌流是变压器通电时，铁芯中发生磁通变化而产生的瞬时电流。
其特征受变压器类型、容量和连接方式等因素的影响。
双绕组变压器空载绕组励磁涌流：变压器空载通电时，电感性电流急剧增加，形成励磁涌流。
其波形为衰减振荡波，持续时间较短。
负荷绕组励磁涌流：变压器负荷通电时，由于负载侧电流急剧变化，原边绕组也会产生励磁涌流，但幅值小于空载励磁涌流。
三绕组变压器主绕组励磁涌流：与双绕组变压器空载励磁涌流类似，但由于多了一个绕组，涌流幅值和持续时间可能更长。
调节绕组励磁涌流：变压器调节绕组通电时，会产生较小的励磁涌流，幅值和持续时间远低于主绕组励磁涌流。
自耦变压器自耦变压器励磁涌流：自耦变压器的励磁涌流特征比较特殊，由于存在磁耦合，励磁涌流幅值会随耦合系数变化而变化。
相移变压器相移变压器励磁涌流：相移变压器励磁涌流的波形与普通变压器不同，由于变压器内存在励磁电流相移，导致励磁涌流具有不对称波形。
励磁涌流的的影响断路器跳闸：励磁涌流过大时，会引起断路器误动作，导致变压器断电。
绝缘损坏：励磁涌流产生的过电压会损坏变压器绝缘，导致短路或失效。
设备损坏：励磁涌流通过其他设备时，可能造成设备损坏或影响运行稳定性。
励磁涌流的抑制涌流限制电阻器：在变压器原边绕组串联涌流限制电阻器，限制励磁涌流的幅值。
电抗器：在变压器原边绕组串联电抗器，增加电路感抗，抑制励磁涌流的上升速度。
预磁合：变压器通电前，对铁芯进行预磁合，使铁芯处于非饱和状态，降低励磁涌流的幅值。
Y-△起动：对于三绕组变压器，采用Y-△起动方式，降低励磁涌流的冲击性。
理解和控制励磁涌流对于确保变压器和电力系统的安全稳定运行至关重要。
通过合理的选择和采取适当的抑制措施，可以有效减轻励磁涌流的影响，确保变压器安全可靠地运行。
变压器励磁涌流分析
1.励磁涌流的产生机理
对于单相变压器
i1
Ф
U1
N1
N2
U2
图1-1 变压器示意图
偏磁Φp分析
可得出在t=0时，电压初相角α与磁通Φ的关系如下：
（1）当
2
mSint
即电源投入瞬间变压器磁路中的磁通Φ
立即进入与电源电压相同正弦波形的稳态值；
（2）当α=0
m mCost
即电源投入瞬间变压器磁路中的磁通除了含有余弦波形
个人成长学习报告（三）
变压器励磁涌流分析
牛志雷 2011年6月2日
2021/6/21
1
主要内容
1.变压器何时会产生励磁涌流 1.励磁涌流产生机理 2.励磁涌流的特征 3.励磁涌流的识别 4.考虑励磁涌流时的变压器差
动保护设计
何时会产生励磁涌流
变压器两端电压发生突变时： 1、变压器空载合闸时。 2、变压器外部短路故障切除后，电压 恢复时。 3、并联运行的其他变压器发生励磁涌 流时，就会在本变压器中产生和应涌流。
3.小波变换法，通过对差流中高次谐波和奇异点进行检测来 判断是否发生了励磁涌流。
现有的励磁涌流的识别方法
（三）磁通特性识别法
发生励磁涌流时，磁链—差流曲线即变压器的空载特性曲线， 即磁化曲线。而发生内部故障时，其磁链—差流曲线则和磁化 曲线有较大出入。
（四）基于变压器模型的识别方法
1.基于变压器回路方程原理 2.励磁阻抗变化原理
（五）差有功法
变压器正常运行时，消耗的有功极小，当发生励磁涌流时， 由于变压器存储磁能，第一周期消耗的有功较大，第二周期则 消耗的较小。但是，当发生内部短路造成绝缘击穿时，变压器 则消耗很大的有功，不会出现差有功，据此即可判断是否发生 励磁涌流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
现有的励磁涌流的识别方法
（一）基于二次谐波的识别方法
1.二次谐波制动原理，用二次谐波幅值和基波幅值的比值和 设定好的定值进行比较。
2.二次谐波衰减原理
（二）基于波形特征的识别方法
1.间断角原理，通过检测涌流波形中间断角的大小来识别励 磁涌流
2.波形对称原理，利用差电流导数波形的前半波和后半波进 行对称比较来判断是否发生励磁涌流。若不对称则为励磁涌流。
signals 2
6 Multimeter
450 MVA 500 -230 kV Three -Phab
C
c
A B C Three -Phase Fault
Continuous powergui
signals 3 signals 4 signals 5 signals 6 signals 7
不考虑剩磁时励磁涌流仿真结果(α=0)
磁通变化规律
励磁电流变化规律
不考虑剩磁时励磁涌流仿真结果(α=pi/2)
磁通变化规律
励磁电流变化规律
励磁涌流间断性尖顶波谐波分析结果
励磁涌流电流所具有的特征
1. 励磁涌流的幅值大
2.任何情况下空载投入变压器，至少两相出现励磁涌流
3.含有很大的非周期分量，饱和越严重，非周期分量越大
（五）差有功法
变压器正常运行时，消耗的有功极小，当发生励磁涌流时， 由于变压器存储磁能，第一周期消耗的有功较大，第二周期则 消耗的较小。但是，当发生内部短路造成绝缘击穿时，变压器 则消耗很大的有功，不会出现差有功，据此即可判断是否发生 励磁涌流。
现有的励磁涌流的识别方法
（六）基于智能理论的判别方法
变压器最严重的磁过饱和情况
变压器铁心磁化曲线 正常运行时工作与磁 化曲线的线性区
正常运行时的励磁电流分析分析
铁心过饱和引起的励磁电流激增分析
B H
励磁涌流仿真分析
A
N
B
C
3000 MVA 500 kV Equivalent
+ -
v
Va1 signals 1
+ -
v
Va2
+ -
v
Va3
+
i -
即电源投入瞬间变压器磁路中的磁通除了含有余弦波形
的稳态值-ΦmCosωt磁通外，还有一个数值为稳态磁通幅
值Φm的偏磁Φp。
（3）当α=α
m cos m cos(t )
偏磁Φp的产生主要是由于磁通不能突变造成的，偏磁
Φp用于抵消合闸瞬间稳态分量的瞬态值，其大小和合闸
初相角直接相关。
ia
+
i -
ib
+
i -
ic
Breaker Control
magnitude signal
angle
Fourier 1
magnitude signal
angle
Fourier 2
magnitude signal
angle
Fourier 3
c 12 Breaker1
c 2
1 Breaker2
c 12 Breaker3
3.小波变换法，通过对差流中高次谐波和奇异点进行检测来 判断是否发生了励磁涌流。
现有的励磁涌流的识别方法
（三）磁通特性识别法
发生励磁涌流时，磁链—差流曲线即变压器的空载特性曲线， 即磁化曲线。而发生内部故障时，其磁链—差流曲线则和磁化 曲线有较大出入。
（四）基于变压器模型的识别方法
1.基于变压器回路方程原理 2.励磁阻抗变化原理
偏磁Φp分析
Ф Фsat
饱和磁通
Фp.max
最大偏磁
ФRes
Ф（稳态磁通） 剩磁
ω
-ФRes -Фp.max
剩磁 最大偏磁
-Фsat
饱和磁通
图 1-2 变压器磁路中各磁通分量关系图
剩磁Φres
B H
剩磁Φres
从以上分析可以看出 1、变压器铁心中剩磁的大小直接和分闸时 铁心中的稳态磁通瞬时值直接相关。 2、不考虑剩磁的自动消退情况下，如果能 将分闸相位角和合闸相位角进行很好的配合， 就可以使剩磁和偏磁相互抵消，很好的抑制 磁饱和，从而抑制涌流！ 3、对于单相变压器，经原理和实验分析可 知变压器在某个相位角α时磁势被切断，下 次就在α时合闸，就可使偏磁完全抵消剩磁。
1.励磁涌流的产生机理
对于单相变压器
i1
Ф
U1
N1
N2
U2
图1-1 变压器示意图
偏磁Φp分析
可得出在t=0时，电压初相角α与磁通Φ的关系如下：
（1）当
2
mSint
即电源投入瞬间变压器磁路中的磁通Φ
立即进入与电源电压相同正弦波形的稳态值；
（2）当α=0
m mCost
个人成长学习报告（三）
变压器励磁涌流分析
牛志雷 2011年6月2日
主要内容
1.变压器何时会产生励磁涌流 1.励磁涌流产生机理 2.励磁涌流的特征 3.励磁涌流的识别 4.考虑励磁涌流时的变压器差
动保护设计
何时会产生励磁涌流
变压器两端电压发生突变时： 1、变压器空载合闸时。 2、变压器外部短路故障切除后，电压 恢复时。 3、并联运行的其他变压器发生励磁涌 流时，就会在本变压器中产生和应涌流。
4.波形偏离时间轴一侧，出现间断，饱和越严重，间断角越小 励磁涌流的间断角，与铁芯饱和磁通、剩磁的大小，合闸时刻 都有很大关系。 5.一般有一相或两相谐波含量比较小，但至少有一相比较大， 且励磁涌流中含有较大的二次谐波。
励磁涌流对变压器差动保护的影响
1.1变压器等效电路
U1=－E1＋I1（R1＋jX1σ） U2'=E2'－I2'（R2＋jX2σ） I1+I2'=Im≈I0 －E1=－E2=Im(Rm+jXm)=ImZm