电力变压器避免过励磁的方法
变压器的励磁涌流及抑制方法宋励夫
变压器的励磁涌流及抑制方法宋励夫摘要：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1 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。
2 变压器励磁涌流2.1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。
2.2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。
电力行业防止发电机励磁系统事故的重点要求
电力行业防止发电机励磁系统事故的重点要求1 励磁系统设计的重点要求1.1 励磁系统应保证良好的工作环境，环境温度、湿度不得低于相关标准规定要求。
励磁调节器与励磁变压器不应置于同一个没有隔断的场地内。
励磁设备（含励磁变压器和励磁小间）上方及附近不得布置水管道，如有布置则应采取防止漏水的隔离措施。
整流柜冷却通风入口应设置滤网，励磁调节器及功率整流柜所在的励磁小间应具备必要的防尘降温措施。
1.2 励磁系统中两套励磁调节器的电压回路应相互独立，使用机端不同电压互感器（PT）的二次绕组，防止其中一个故障引起发电机误强励。
励磁调节器原则上应具有防止电压互感器（PT）高压侧熔丝熔断引起发电机误强励的措施。
1.3 励磁系统的灭磁能力应达到国家及行业标准要求，且灭磁装置应具备独立于调节器及功率整流装置的灭磁能力。
灭磁开关的弧压应满足机组故障灭磁及误强励灭磁的要求。
1.4 励磁变压器不应采取高压熔断器作为保护措施。
励磁变压器保护定值应与励磁系统强励能力相配合，防止强励时保护误动作。
1.5 励磁变压器的绕组温度应具有有效的监视手段，监视其温度在设备允许的范围之内，并具备将温度信号传至远方的功能。
有条件的可装设铁芯温度在线监视装置。
1.6 当励磁系统中过励限制、低励限制、定子过压或过流限制和伏/赫兹限制（V/Hz限制）的控制失效后，应由相应的发变组保护完成解列及灭磁。
1.7 励磁系统设备选型应考虑所在电网运行需求和稳定控制要求，性能指标应满足相关标准的要求；励磁调节器应通过涉网性能检测试验的检验；励磁调节器控制模型应满足相关标准的要求。
未进行涉网性能检测试验且频繁出现故障的励磁调节器，应考虑整体换型改造。
1.8 当接入机组故障录波器、同步相量测量装置（PMU）等监测系统的励磁电流和励磁电压信号采用变送器输出时，励磁电压输出信号应有一定负值量显示，正向输出信号最大值应不低于额定励磁电压的2倍；励磁电流输出信号最大值应不低于额定励磁电流的2倍。
电力变压器避免过励磁的方法介绍
为了提高电力变压器铁芯的导磁性能，减小磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁芯大多采用厚度为0.35mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片作为铁芯导磁材料。
由于在磁通密度及频率相同的情况下，冷轧硅钢片比热轧硅钢片的单位损耗低，故电力变压器的设计采用冷轧晶粒取向硅钢片。
并且由于硅钢片有磁饱和现象，如果变压器选用磁通密度太高，空载电流和空载损耗就会很大，因此磁通密度要选在饱和点以下，一般为1.6～1.7T，再根据磁导率和铁芯截面，确定了不饱和的每伏匝数。
只有按这个参数设计制造的变压器才不容易出现磁饱和现象，使电能通过磁路顺利地传递给二次绕组，转换成为改变电压的能量输出。
根据变压器的4.44公式U≈E1=4.44f×N1×Φm得知，当变压器在电网电压升高或频率下降时，就会使U/f比值增大，都将造成变压器工作时主磁通Φm的增加。
而变压器的铁芯横截面积一旦设计制成，就已经确定，可以认为是不变的。
根据公式Φm=Bm×S，则磁通密度将会增加，当超过铁芯的冷轧硅钢片饱和点，磁通密度为1.9T或更高些进入饱和区时，称为变压器过励磁。
如当励磁电压为额定电压的130%～140%时，过励磁较严重，如果持续时间较长，硅钢片单位损耗按指数上升，铁芯温度上升会使变压器逐渐老化而损坏。
1、产生过励磁现象的原因通常认为，接到电网上的电力变压器产生过励磁现象并不那么容易，因为电力变压器的磁通密度，在最初设计时选取1.6～1.7T，而制造变压器铁芯的冷轧硅钢片，其饱和点磁通密度为1.9T以上，该值完全能避免变压器额定电压和额定频率造成的偏差。
但是，实际情况并非如此，下面介绍一下最常见的几种过励磁现象在电力变压器中到底是怎么出现的。
（1）电力变压器分接开关连接或调整不正确。
当电力变压器进行检修，退出运行状态时，分接开关放在最小位置。
检修后没有重新调整，然后就进行合闸，这时电网电压将大于最小分接电压，这样就很可能使电力变压器发生过励磁。
《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》第六章
第六章电力变压器保护1．电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些?一般应装设哪些保护?答：变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。
变压器内部故障系指变压器油箱里面发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。
变压器外部故障系指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地(通过外壳)短路，引出线之间发生的相间故障等。
变压器的不正常工作状态主要包括：由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。
为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证电力系统安全连续运行，变压器一般应装设以下继电保护装置：(1)防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护。
(2)防御变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的(纵联)差动保护或电流速断保护。
(3)防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)后备的过电流保护(或复合电压起动的过电流保护、或负序过电流保护)。
(4)防御大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。
(5)防御变压器对称过负荷的过负荷保护。
(6)防御变压器过励磁的过励磁保护。
2．变压器差动保护的不平衡电流是怎样产生的(包括稳态和暂态情况下的不平衡电流)?答：变压器差动保护的不平衡电流产生的原因如下。
1．稳态情况下的不平衡电流(1)由于变压器各侧电流互感器型号不同，即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起的不平衡电流。
它必须满足电流互感器的10％误差曲线的要求。
(2)由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。
(3)由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。
2．暂态情况下的不平衡电流(1)由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。
电气值班员(电力调度)-高级工试题库+参考答案
电气值班员（电力调度）-高级工试题库+参考答案一、单选题（共47题，每题1分，共47分）1.《电力安全事故应急处置和调查处理条例》发电厂或者220千伏以上变电站因安全故障造成全厂（站）对外停电，导致周边电压监视控制点电压低于调度机构规定的电压曲线值20%并且持续时间30分钟以上，或者导致周边电压监视控制点电压低于调度机构规定的电压曲线值10%并且持续时间1小时以上，属于（）A、一般事故B、较大事故C、重大事故D、特别重大事故正确答案：B2.断路器的同期不合格，非全相分、合闸操作可能使中性点不接地的变压器中性点上产生（）。
A、零电位B、电压降低C、电流D、过电压正确答案：D3.直流系统正极接地电压不得超过额定母线电压的（），负极接地电压不得超过额定母线电压的（），否则应及时进行检查处理。
A、50%，65%B、80%，80%C、65%，65%D、60%，60%正确答案：A4.开关分闸速度快慢影响（）。
A、灭弧能力B、合闸电阻C、消弧片D、分闸阻抗。
正确答案：A5.内桥型接线，一条线路主供，一条线路备用，该备用方式为（）。
A、暗备用B、桥备用C、分段备用D、明备用正确答案：D6.大气过电压的特点是（）。
A、持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用B、随机性,但最不利情况下过电压倍数较高C、过电压倍数高、持续时间长D、持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关正确答案：D7.断路器失灵保护动作造成母线失压时，应查明拒动断路器并隔离后才能对母线进行（）。
A、强送B、试送C、检查D、充电正确答案：B8.任何载流导体的周围都会产生磁场，其磁场强弱与（）。
A、通过导体的电流大小有关B、导体的粗细有关C、导体的空间位置有关D、导体的材料性质有关正确答案：A9.以下对线路充电功率的描述错误的是（）。
A、线路的充电功率大小与线路电压等级的平方成正比B、线路的充电功率是指无功功率C、线路的充电功率是由线路的对地电容电流产生的D、线路的充电功率是视在功率正确答案：D10.铁芯磁通接近饱和时，外加电压的升高引起的损耗会（）。
防止电力变压器励磁涌流引起误动的处理方法
和二次谐波分量 的幅值 ； 称 为二 次谐波制 动 比，其
整定 范 围通 常为Ｋ ２ ： １ ５ ％ ￣２ ０ ％ 。 随着 电力系统 容量 增大 、 电压 等级提 高及 变压
１ ． ２励 磁 涌流 的危 害 性 励 磁 涌流 的危 害性 包括 ： （ １ ） 电力变 压 器 空载 接入 电源产 生 的励磁涌 流 ，诱发邻 近其他 电站 正在 运行 的 电力变压 器产 生 “ 和 应涌 流 ”而误 跳 闸 ，造 成 大面 积停 电； （ ２ ） 引发 电力变 压器 的继 电保 护装 置误 动 ，使 电力变 压 器 的投 运频 频 失败 ； （ ３ ） 励 磁 涌 流 中的 大 量谐 波 对 电 网 电能质 量 造成 严 重 的污
６ ２一
二次谐波 。因此 当大型变压器 内部严 重故障时 ， 谐 振 而产 生较 大成分 的二次谐 波 ，使保护 动作延 时 。（ ３ ） 励磁 涌流 是暂 态 电流 ，不 适合用 傅 氏级数 的谐波 分
一
防止 电力变压 器励磁 涌流Ｊ ／ Ｌ ｅ 误动的处理方法
电工 电气 （ ２ ０ １ ３ Ｎｏ ． １ ）
力 变 压器 及 断路 器 因 电动力 过 大受 损 ； （ ６ ） 诱 发 操 作 过 电压 ，损 坏 电气 设 备 ； （ ７ ） 电力变 压 器 出线 短
多。实 践表 明，很 多的 电力变压 器 的重大故 障就 是
通过 许 多次轻微 故障 以及各 种非 正常 的暂态过 程 的 损坏 累积所 造成 的 ，而通过 电力 变压器 励磁 涌流所 造成 的误 动故 障在 电力变压 器故 障 中却 又 占有 很大
变压器差动保护躲避励磁涌流的方法
变压器差动保护躲避励磁涌流的方法作者：赵新明来源：《神州》2012年第27期在变压器的差动保护中,如何躲避励磁涌流的影响是很重要的。
今天,随着综合自动化变电站的增多,对微机保护的灵敏性及可靠性也提出了越来越高的要求。
因此,微机差动保护如何能快速而又正确地躲避励磁涌流,成为一个新的问题。
一、励磁涌流及特点变压器在运行中,励磁电流仅流经变压器的某一侧。
在正常运行时,变压器的励磁电流很小,一般不超过额定电流的2%-10%。
而且稳态时铁芯中的磁通Φ应滞后外加电压900 。
在外部故障时,由于电压降低,励磁电流减小,它的影响就更小。
而励磁涌流主要出现在以下两种情况:1、变压器空载投入。
2、电压恢复。
例如,对于终端变压器,当上一级因短路而开关断开后,变压器失压,在重合过程中会使终端变压器产生较大的励磁涌流。
在变压器空载合闸时,在U=0时接通电路,则铁芯中应有磁通-Φm ,由于磁通不能突变,将出现一个非同期的磁通+Φm 。
这样在半个周期后,磁通就达到2Φm。
如果铁芯中还有剩磁Φs,那么磁通将为2Φm+Φs,这时变压器铁芯严重饱和,励磁电流将剧烈增大。
这就是励磁涌流。
对三相变压器而言,无论在何时合闸,都要出现励磁涌流。
励磁涌流的波形如图1所示。
由于励磁涌流是由非周期的磁通引起的,因此它含有很大的非周期分量,并且随着时间的变化而衰减;在励磁涌流中,除基波外,含有大量的高次谐波,其中以二次谐波为主;在励磁涌流的波形中出现间断角。
励磁涌流在经过电流互感器的二次传变后,其波形可能是不间断的。
这是由于电流互感器的二次暂态过程引起的,其实际波形如图2。
另外,由于变压器的Y/△-11接线,在接入差动保护的电流互感器二次可能存在着对称涌流,如图3所示。
这是由于在变压器的Y接线的一侧,其二次为△接线,当这一侧发生励磁涌流的时候,二次就会出现对称涌流。
并且,对称涌流只会存在其中的一相中。
二、励磁涌流的鉴别方法基于励磁涌流上述的特点,微机差动保护采用了多种鉴别涌流与内部故障的方法。
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。
电网调度试题库
电网调度试题库电网调度运行人员试题库一、名词解释：1、主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
2、高频闭锁距离保护：利用距离保护的启动元件和距离方向元件控制收发信机发出高频闭锁信号，闭锁两侧保护的原理构成的高频保护。
3、二次设备：是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。
4、重复接地：将零线上的一点或多点，与大地进行再一次的连接叫重复接地。
5、距离保护：是利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置。
因阻抗元件反应接入该元件的电压与电流的比值（U/I=Z ），即反应短路故障点至保护安装处的阻抗值，而线路的阻抗与距离成正比，所以称这种保护为距离保护或阻抗保护。
6、零序保护：在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率岀现，利用这些电量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。
零序电流保护就是常用的一种。
7、后备保护：是指当某一元件的主保护或断路器拒绝动作时，能够以较长时限（相对于主保护）切除故障元件的保护元件。
8、高频保护：就是故障后将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后利用输电线路本身构成一高频电流通道，将此信号送至对端，以比较两端电流相位或功率方向的一种保护。
9、电力系统安全自动装置：是指防止电力系统失去稳定和避免电力系统发生大面积停电的自动保护装置。
10、电力系统事故：是指电力系统设备故障或人员工作失误，影响电能供应数量和质量并超过规定范围的事件。
11、谐振过电压：电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路，在一定的能源下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件岀现严重的过电压。
12、断路器失灵保护：当系统发生故障，故障元件的保护动作而断路器操作失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护作用于本变电站相邻断路器跳闸，有条件的还可以利用通道，使远端有关断路器同时跳闸的接线称为断路器失灵保护。
发变组过励磁保护误动原因分析及处理措施
发变组过励磁保护误动原因分析及处理措施摘要：介绍一起发变组过励磁反时限保护误动引起机组跳闸故障，通过对现场DCS系统指令及参数图、现场动作报告、保护装置校验等进行分析，确定发变组过励磁反时限保护基准值偏差引起保护误动，是导致机组跳闸的直接原因，并提出了针对性的处理及防范措施，避免类似故障发生。
关键词：发变组保护；过励磁保护；基准值偏差；误动分析1过励磁保护定义由于发电机和变压器发生过励磁故障并非必然引起设备损坏，但往往多次过励磁，容易导致绝缘老化，大大降低设备的寿命，因此对大型发电机和变压器均应装设过励磁保护。
一般情况变压器的过励磁保护是计算变压器高压侧的过励磁的倍数。
该厂的主变保护装置设置有过励磁保护。
2故障经过某电厂１号机组正常运行，机组负荷200MW，AGC、AVC均投入。
发电机无功功率165.6MBVaｒ、发电机定子电压29.8KV，励磁电流1848A，励磁电压350V，发变组保护A、B、C柜均投入。
其中，发变组保护Ａ、Ｂ柜均采用RCS－985A型保护装置，发变组C柜为PCS－974型非电量保护柜。
12时34分，1号机组跳闸，发电机解列，锅炉MFT。
经检查，１号机组无设备损坏，首先分析原因为１号机组发变组保护B柜“过励磁反时限”动作，升压站断路器跳闸，灭磁开关跳闸，厂用电快切切换正常，汽轮机跳闸，锅炉灭火。
3误动分析故障停机后，就地检查１号机组的发电机、励磁机、AVC、励磁调节器、整流柜、灭磁柜以及主变压器、高压断路器等，经查，并无设备损坏，排除设备故障导致保护动作的情况。
调取现场DCS系统指令、参数图（图１），并查看AVC 运行记录。
图１１号机组现场DCS系统指令及参数由图１可知，事故发生前，系统运行稳定，发电机定子电压稳定，且UAB＝UAC＝UBC＝２20.8KV，系统频率稳定，ｆ＝49.9Hz，并未发生电压上升或者频率下降等情况，不具备发变组过励磁保护动作的客观条件。
调阅１号机组发变组保护Ｂ柜过励磁保护定值后，核对最近一次检修的现场打印定值单，见表１。
变压器过励磁保护若干方面的探究
变压器过励磁保护若干方面的探究过励磁保护主要是为了对变压器的过励磁情况进行保护，以防过励磁超出限制，影响变压器的运行以及使用年限。
本文针对500kV变压器的过励磁保护等相关的内容分析研究。
1 500kV变压器产生过励磁现象的原因在电网、电力系统发展的过程中，500kV变压器被广泛使用，但是在使用的过程中会产生一些过励磁，过励磁的产生会影响设备的稳定运行，减少设备的使用寿命。
500kV变压器在设计过程中，有一个磁通密度值，初设计中该磁通密度值一般为1.6～17T，但是在制造的过程中，磁通密度值要>1.9T，进而将变压器额定电压、频率造成的偏差避免。
过励磁现象还是会发生，针对产生过励磁现象的原因进行分析，主要为：（1）开关连接或者调整不适。
在对500kV变压器进行检修时，退出运行后，变压器的分接开关要调整到最小的位置，但是在完成变压器的检修之后，忘记调整分接开关而进行合闸，造成电路中的实际电压大于最小分接电压，造成过励磁的产生；（2）空载到负载的合闸瞬间产生。
主要是因为变压器的铁芯中存在一定的剩余磁通，在外加电压过零合闸时，过励磁将增加，而不利于合闸；（3）实际频率低于额定频率。
变压器的额定电压的频率低于额定频率，同时电感性负载的电压不变，此时将会增加变压器铁芯中的磁通，而诱发过励磁的产生；（4）铁芯结构因素。
铁芯的材质一般为冷轧硅钢片，接缝分两处错开，形成一定的搭接距离。
搭接面增加，但是厚度减少，造成实际截面减少，使得铁芯接缝处产生过励磁。
2 500kV变压器的过励磁能力以及对其产生的影响按照式（1）进行过励磁能力的测试，n增大，空载电流与损耗之间的关系为非线性陡增。
对变压器自身的损耗进行分析，其损耗主要在金属构件的表面、铁芯等部位，并在运行中产生局部过热。
在过励磁倍数相同的情况下，变压器的额定磁密、饱和磁密等参数，影响变压器的过励磁持续的时间，如果额定磁密与饱和磁密越近，饱和磁密曲线的斜率就会下降越明显，也因此使得变压器过励磁产生的持续时间缩短。
过励磁保护
（四）过励磁保护装置原理 1、U/f的测量电路
TVA
U N
1/2周波 更新控制
R
UC
C
执 行
至执行元件
U N
TVA
R
U in
C
输出 U
ou
KU f
图78 过励磁保护的U/f测量原理图
图79 采用积分运放的U/f测量电路
图78中，电压互感器（未画出）二次电压 U N （N为电压变比）送给中间电压互感器TVA（其变比 为 nV），则电容C上的电压为：
6
（二）变压器、发电机的过励磁能力
1.40 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10 1.05 0.1 0.2 0.4
1.20 1.10 1.00 0.1 0.2
1
2
10 100 t min
1
2
4
10
20
40
图75 变压器的过励磁倍数曲线
5
致涡流进一步增加，还可能造成绕组对铁芯的主绝 缘损坏，而且油箱内壁的油漆熔化还会造成变压器油 被污染。 对于发电机： 铁芯饱和后谐波磁密增强，使附加损耗加大，引起局 部过热。电压越高，时间越长，引起的过热越严重， 甚至会造成局部烧伤。 使定子铁芯背部漏磁场增强。如果定位筋和定子铁芯 的接触不良，过电压后，在接触面上可能要出现火花 放电。对于氢冷机组，这是十分不利的。
基础是在该过励磁倍数n下，变压器受热各部分均不 致损坏或影响使用寿命。 变压器过励磁工况的运行规定见表6。
表6
过励倍数 允许时间
变压器过励磁的运行规定举例
n* 1.58 1.40 1.36 1.30 1.24 1.20 1.15 1.05
电力变压器的保护
两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流
产生 不平衡 电流 原因
变压器两侧的额定电压不同 两侧电流互感器的型号不同 饱和特性和励磁电流也不同
解决问题的方法： 整定计算时，引入同型系数。
❖ （7）由变压器带负荷调整分接头而产生的不 平衡电流 在变压器差动保护的整定计算中考虑。 在稳态情况下，变压器的差动保护的不平 衡电流可由下式决定
❖ （8）减小暂态过程中非周期分量电流的影响 ①差动保护采用具有速饱和特性的中间变
流器， ②选用带制动特性的差动继电器或间断角
原理的差动继电器等，利用其它方法来解决 暂态过程中非周期分量电流的影响问题。
❖ （4）外部接地短路时， 对中性点直接接地电力网内，由外部接地短路引起过电
流时，如变压器中性点接地运行，应装设零序电流保护。 对自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组
变压器，当有选择性要求时，增设零序方向元件。 当电力网中部分变压器中性点接地运行，为防止发生接
地短路时，中性点接地的变压跳开后，中性点不接地的变压
❖ （2）减小电流互感器的二次负荷 这实际上相当于减小二次侧的端电压，相
应地减少电流互感器的励磁电流。减小二次 负荷的常用办法有：减小控制电缆的电阻(适 当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)； 采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流 为lA)等。
❖ （3）采用带小气隙的电流互感器 这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次
和差式比率制动式差动保护原理
❖ 1.双绕组变压器比率制动的差动保护原理。 （1）和差式比率制动的动作判据
❖ ①差动电流：
电力变压器继电保护措施
电力变压器的继电保护措施研究摘要在供配电系统中，电力变压器是一种技术上最重要、经济上最昂贵的电气设备，必须根据变压器可能发生的故障和不正常运行状态、以及变压器的容量大小和重要程度装设相应的保护装置与保护措施。
本文谈谈几种电力变压器的保护措施。
关键词电力变压器；保护装置；方法中图分类号tm6 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）87-0030-02变压器的故障主要是变压器绕组及其引出线的相间短路、绕组匝间短路和中性点接地侧单相接地短路，不正常运行状态主要是变压器过负荷、油面降低、温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。
根据上述可能发生的故障及不正常运行状态，变压器一般要装设一些保护装置。
1 变压器的保护装置变压器的常有保护装置一般包括：电流速断保护、过电流保护、纵联差动保护、瓦斯保护、过负荷保护、单相接地短路保护等。
电流速断保护用来防御变压器内部故障及电源侧引出线套管的故障，是变压器的主保护之一，瞬时动作于电源侧断路器跳闸，并发出信号，但变压器内部某些位置故障及负荷侧引出线套管故障时电流速断保护不动作。
过电流保护用来防御变压器内部和外部故障。
纵联差动保护用来防御变压器内部故障及引出线套管的故障。
瓦斯保护用来防御油浸式电力变压器的内部故障。
过负荷保护用来通告变压器过负荷运行状态。
当变压器的实际运行负荷超过其额定容量一定比例时，过负荷保护一般延时动作于信号，也可以延时跳闸，或延时自动减负荷。
2 变压器的电流速断保护、过电流保护和过负荷保护2.1变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护，其组成、原理与线路的电流速断保护完全相同，对于企业供电采用的降压变压器的继电保护装置，其电流互感器安装在变压器的高压电源侧。
变压器电流速断保护动作电流（速断电流）的整定计算也与线路电流速断保护基本相同。
变压器的电流速断保护与线路电流速断保护一样，存有“死区”，如变压器内部某些位置两相短路故障、靠近中性点绕组三相短路故障及低压负荷侧引出线套管三相短路故障时电流速断保护不动作。
电力调度填空题
65、断路器失灵装置先可靠动作跳闸，以较短时间断开母联或者分段断路器，再经一时限动作于连在同一母线上的所有有源电源支路的断路器。
8、电力系统的频率调整需要分工与分级调整，马上所有电厂分为主调频厂、辅助调频厂、非调频厂三类。主调频厂负责全系统的频率调整工作，辅助调频厂负责只有当频率超出某一规定值后才参加频率调整工作，非调频厂在正常时带固定负荷。
9、自动发电操纵系统（AGC）的功能与电力系统的频率调整密切有关，它包含了频率的一、二、三次调整。自动发电操纵系统具有三个基本功能：频率的一次调整、负荷频率操纵、经济调度操纵。
83、操作中发生疑问时，应立即停止操作并向值班调度员或者值班负责人报告，弄请问题后，再进行操作。不准擅自更换操作票，不准随意解除闭锁装置。
84、在全部停电或者部分停电的电气设备上工作时，保证安全的技术措施为停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌与装设遮拦。
85、母联(分段)兼旁路开关作旁路运行时，投入带路运行的保护，解除其他保护跳母联（分段）的压板；作母联（分段）开关运行时，投入其他保护跳母联（分段）的压板，停用带路运行的保护。
93、高频保护的高频电流信号可分为闭锁信号、同意信号与跳闸信号。
94、“四不放过”的内容是事故原因不清不放过，事故责任者与应受教育者没有受到教育不放过，没有采取防范措施不放过，事故责任人没有受到处罚不放过。
95、由旁路开关代出线开关或者旁路开关恢复备用，在开关并列前，应解除该侧零序电流保护最末两段的出口压板，若该段无独立压板，可一起解除经同一压板出口跳闸的保护，操作结束后立即投入。
500kV变压器过励磁保护探讨
500kV变压器过励磁保护探讨摘要：变压器是电力系统不可缺少的电气设备。
它的故障会对供电可靠性和系统安全运行带来严重影响，同时大容量的变压器（330kV 及以上变压器）也是十分贵重的设备，因此应根据变压器容量等级和重要程度装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。
关键词：500kV；变压器；过励磁保护前言随着电力系统、电网等的发展，500kV变压器成为电力建设中常用的主要设备，在500kV变压器使用的过程中，会在各种因素的影响下产生过励磁现象。
过励磁的产生将影响变压器的稳定运行，会造成设备的损耗、变压器烧毁等，为了有效地对变压器进行保护，需要按照变压器过励磁保护装置，对过励磁进行检测，防止其超过允许限额，对变压器以及相关设备造成影响。
1 过励磁的内涵发电机定子电压的控制，是靠调节转子励磁电流的大小来实现的。
当定子运行电压高于额定电压，称为过励磁。
过励磁在电流通过的过程中发挥着重要的调节和控制作用。
这种情况在变压器的使用当中同样适用。
变压器在进行生产的时候，通常会对变压器满载条件下的过励磁曲线进行整定，当变压器运行处在过励磁的条件状况下，能够在高电流通过时断开主变各侧断路器，从而保护整个变压器的安全稳定。
过励磁能够起到良好的保护效果，对变压器的正常使用具有良好的作用和意义。
想要有效提高过励磁保护的实际效果，就需要对励磁保护的曲线进行整定，这需要在变压器的基础之上进行，保证励磁保护继电器的励磁曲线能够处在变压器过励磁曲线的下方。
同时还需要注意的是，变压器自身需要具有耐受励磁强度的水平，从而能够起到一定的保护作用。
2 500kV变压器过励磁的工作原理大型变压器在正常运作的过程中，都需要安装过励磁进行有效保护，《继电保护和安全自动装置技术规程》中对过励磁的装置有明确规定，超过330kV变压器需要安装过励磁。
500kV变压器过励磁主要是指铁芯中的磁感应强度超过额定磁感应强度的时候，所发生的励磁电流急剧增大的异常情况。
变压器过励磁保护
摘要：根据国外过励磁保护在绍兴电力局500kV变电站的应用情况，以500kV凤仪变#3主变ABB过励磁保护为例，着重分析了其基本原理、与变压器过励磁特性曲线的配合、存在的保护死区以及整定调试等问题。
关键词：变压器；过励磁；曲线；保护；整定；调试；死区0引言近年来，随着华东地区500 kV电网的不断发展，系统电压偏高问题逐渐显露，变压器过励磁运行现象日益增多，特别是在晚间低负荷以及节假日期间，矛盾尤为突出，有的500 kV变压器甚至因过励磁保护动作而跳闸。
在系统电压偏高的情况下，变压器处在过励磁运行中，其铁心拉板温度将升高，成为影响变压器过励磁能力的关键问题。
若过励磁超过变压器允许的限度，将使变压器铁心温度上升而损坏。
但由于变压器发生过励磁时并非每次都造成设备的明显破坏，所以往往容易被疏忽，但是多次反复过励磁，将因过热而使绝缘老化，降低设备的使用寿命。
对500 kV系统来说，正常运行时的频率f基本上是恒定的，引起磁通密度增加的主要原因是系统电压的升高。
在500 kV系统中可能引起电压升高，使变压器过励磁的原因有多种。
目前的大型变压器设计中，为了节省材料，降低造价，减少运输重量，铁心的额定工作磁通密度都设计得较高，约在1.7~1.8 T，接近饱和磁密（1.9~2 T），因此在过电压情况下，很容易产生过励磁。
另因磁化曲线比较“硬”，在过励磁时，由于铁心饱和，励磁阻抗下降，励磁电流增加的很快，当工作磁密达到正常磁密的1.3~1.4倍时，励磁电流可达到额定电流水平。
其次由于励磁电流是非正弦波，含有许多高次谐波分量，而铁心和其他金属构件的涡流损耗与频率的平方成正比，可引起铁心、金属构件、绝缘材料的严重过热，若过励磁倍数较高，持续时间过长，可能使变压器损坏。
装设变压器过励磁保护的目的是为了检测变压器的过励磁情况，及时发出信号或动作于跳闸，使变压器的过励磁不超过允许的限度，防止变压器因过励磁而损坏。
1变压器的过励磁能力变压器的空载电流、空载损耗与过励磁倍数n的关系式中:U*、f*为电压和频率的标么值。
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为了提高电力变压器铁芯的导磁性能，减小磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁芯大多采用厚度为0.35mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片作为铁芯导磁材料。
由于在磁通密度及频率相同的情况下，冷轧硅钢片比热轧硅钢片的单位损耗低，故电力变压器的设计采用冷轧晶粒取向硅钢片。
并且由于硅钢片有磁饱和现象，如果变压器选用磁通密度太高，空载电流和空载损耗就会很大，因此磁通密度要选在饱和点以下，一般为1.6～1.7T，再根据磁导率和铁芯截面，确定了不饱和的每伏匝数。
只有按这个参数设计制造的变压器才不容易出现磁饱和现象，使电能通过磁路顺利地传递给二次绕组，转换成为改变电压的能量输出。
根据变压器的4.44公式U≈E1=4.44f×N1×Φm得知，当变压器在电网电压升高或频率下降时，就会使U/f比值增大，都将造成变压器工作时主磁通Φm的增加。
而变压器的铁芯横截面积一旦设计制成，就已经确定，可以认为是不变的。
根据公式Φm=Bm×S，则磁通密度将会增加，当超过铁芯的冷轧硅钢片饱和点，磁通密度为1.9T或更高些进入饱和区时，称为变压器过励磁。
如当励磁电压为额定电压的130%～140%时，过励磁较严重，如果持续时间较长，硅钢片单位损耗按指数上升，铁芯温度上升会使变压器逐渐老化而损坏。
1、产生过励磁现象的原因
通常认为，接到电网上的电力变压器产生过励磁现象并不那么容易，因为电力变压器的磁通密度，在最初设计时选取1.6～1.7T，而制造变压器铁芯的冷轧硅钢片，其饱和点磁通密度为1.9T以上，该值完全能避免变压器额定电压和额定频率造成的偏差。
但是，实际情况并非如此，下面介绍一下最常见的几种过励磁现象在电力变压器中到底是怎么出现的。
（1）电力变压器分接开关连接或调整不正确。
当电力变压器进行检修，退出运行状态时，分接开关放在最小位置。
检修后没有重新调整，然后就进行合闸，这时电网电压将大于最小分接电压，这样就很可能使电力变压器发生过励磁。
（2）电力变压器从空载到投入负载运行，在合闸的瞬间可能产生过励磁。
如果在电力变压器铁芯中有一定的剩磁通，且在外加电压刚好过零时合闸，则此时过励磁最为严重，是最不利的空载合闸时刻。
（3）升压变压器从电网上切除电源时，也会发生过励磁现象。
当升压变压器在电网上正常运行时，电力系统的电压比较稳定，产生过励磁的可能性很小。
但如果升压变压器要从电网上切断时，其过励磁就有可能发生。
如果切断时励磁电压很高，则U/f值增加，有可能达120%～135%以上，这样，铁芯磁通密度大大超过饱和点。
（4）电力变压器运行时额定电压的频率低于额定频率。
当电力系统的频率低于额定频率，而电感性负载的电压不变时，电网频率的降低会引起电力变压器铁芯中磁通的增加，因而就会产生过励磁。
（5）铁芯结构方面的因素。
目前电力变压器的铁芯大都采用冷轧硅钢片，作为铁芯材料。
铁芯结构采用全斜45°接缝的叠装方式，接缝分两处错开，并有一定搭接的距离。
虽然在搭接处的截面增加不少，但有效厚度却变小了一些，所以接缝处的实际截面减少了，因此在接缝处会产生过励磁，磁通密度会饱和。
（6）系统因事故解列后，部分系统的甩负荷引起过电压，也可能引起电力变压器过励磁。
（7）三相三柱式心式铁芯结构，Y，yn0联结组别的电力变压器，由于负载不平衡，往往会引起中性点电压的漂移，此时变压器的铁芯中也会产生过励磁。
另外，还有如铁磁谐振过电压以及长线路末端带空载变压器等，也可能产生较高的过电压引起变压器过励磁。
2、过励磁对变压器的影响
从以上分析的几个方面来看，电力变压器出现过励磁的情况比较多，如果电力变压器的铁芯出现过励磁，到底会对电力变压器产生哪些影响呢？主要体现在以下五方面：
（1）变压器的空载电流的高次谐波增加。
（2）变压器的噪音明显增大。
（3）过励磁时励磁涌流会远远大于空载电流产生较强的机械力。
（4）杂散磁通不经过主磁路，会引起变压器结构件中的附加损耗。
（5）变压器的空载损耗增大，铁芯的温升会增加。
由此看来，如果电力变压器不具有承受过励磁的能力，会影响变压器的正常安全运行。
因此在IEC76-1标准上对电力变压器过励磁能力有规定：在设计时要求考虑，电力变压器在运行中要保证一定的过励磁水平，具有一定的过励磁能力。
如果电力变压器在设计的饱和磁通密度值以上运行时，就会有大量的杂散磁通，不经过主磁路，使绕组和夹件、油箱等金属件的温度达到120℃以上，使其相邻的绝缘部件产生碳化，甚至烧坏。
铁芯过热程度和变压器的设计磁通密度关系很大，当变压器的过励磁超过设计磁通密度的120%时，运行时间不允许超过2分钟。
对于电力变压器，损坏是累积的，如反复多次，并伴随着局部过热，绝缘部件寿命缩短，最终会烧坏变压器，然而偶尔1～2次过励磁尽管较为严重，也不至于烧毁变压器。
如果变压器运行电压超过额定电压的10%时，就会使变压器铁芯饱和，而因饱和产生的漏磁将使变压器铁损增大，造成铁芯温度升高；同时还会使漏磁通增强，使靠近铁芯的绕组导线、油箱壁及其他金属构件产生涡流损耗，使变压器过热，绝缘老化，影响变压器寿命，严重时造成局部变形和损伤周围的绝缘介质，严重时甚至烧毁变压器。
3、变压器避免过励磁的方法
为了使电力变压器不出现过励磁或缩短过励磁时间，应采用以下三种方法来避免变压器产生过励磁：
（1）电力变压器运行中应装设过励磁保护装置。
如大型电力变压器，额定工作磁通密度BN=1.7～1.8T，饱和工作磁通密度BS=1.9～2.0T，两者相差不大。
当U/f比值增加时，工作磁通密度B增加，使变压器励磁电流增加，特别是在铁芯饱和之后，励磁电流要急剧增大，造成变压器过励磁，所以大型电力变压器应装设过励磁保护。
应根据变压器特性曲线，设置整定值，一旦发生过励磁，使其发出预警信号而切除变压器。
（2）设计应根据变压器运行特性来考虑。
如果电力变压器允许过励磁超过设计磁通密度的105%而长期运行，则设计磁通密度应略微有降低，制造成本相应提高，因此设计磁通密度的选择取决于变压器的种类。
电网中变电所内电力变压器可以按5%的过励磁来考虑即可，大部分厂家设计这类电力变压器时磁通密度取1.8T的也较为普遍，但设计升压变压器要根据本身的特性来考虑，并对铁芯进行温升计算，以避免变压器不必要的烧坏。
（3）当如果电力变压器产生过励磁的原因是由于额定电压的频率低于额定频率时，可以用甩开负载的方法来解决。
如果当变压器运行时频率下降3%时可以甩掉负载20%。