涌流

涌流

电力系统中的涌流是一种持续时间很短的电流，由于涌流值需要与稳定电流相比较才有意义，因此通常不用涌流的电流值来描述涌流，而是用倍数来描述涌流，所谓涌流倍数就是涌流与稳定电流的比值。由于涌流是一种持续时间很短的电流，因此没有有效值的概念，只有瞬时值的概念，因此准确地讲，涌流倍数就是涌流峰值与稳定电流峰值的比值。可以用涌流检测仪来检测涌流的数值。

投入电容器的时候会产生涌流，投入变压器的时候也会产生涌流。涌流的大小与投入时刻的相位角有关。

抑制涌流的有效手段是使用同步开关来投切电容器或者变压器。同步开关可以在确定的相位角将负荷投入系统，因此可以消除涌流。

需要注意的是：投切电容器的同步开关与投切变压器的同步开关需要使用不同的控制策略，电容器需要在电压过零的时刻投入，而变压器需要在电压为峰值的时刻投入，因此控制电容器的同步开关与控制变压器的同步开关是不能互换的。

为了实现同步开关操作，同步开关的三相触点必须分别动作，三相触点同时动作的开关不能实现同步操作。

变压器中的励磁涌流是怎样产生的？有何危害？

变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。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，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点瞬间（该时磁通为峰值）。变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为5-10秒，小容量变压器约为0.2秒左右。

当变压器在停电状态时，变压器铁芯内部的磁通接近或等于零，当给变压器充电时，铁芯内产生交变磁通，这个交变磁通从零到最大叫做铁芯励磁，我们把这一过程产生的电流叫做变压器励磁涌流，这个电流要高于变压器的额定电流，从变压器的机械力、电动力到保护整定都要为躲过励磁涌流整定

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。

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。

电容器涌流

涌流是一种持续时间很短的电流，由于涌流值需要与稳定电流相比较才有意义，因此通常不用涌流的电流值来描述涌流，而是用倍数来描述涌流，所谓涌流倍数就是涌流与稳定电流的比值。由于涌流是一种持续时间很短的电流，因此没有有效值的概念，只有瞬时值的概念，因此准确地讲，涌流倍数就是涌流峰值与稳定电流峰值的比值。

由于将电容器直接投入电网时会产生相当大的涌流，会对电力系统造成干扰，也会严重影响电容器以及开关器件的寿命，因此通常需要采取手段限制涌流。

抑制电容器涌流的投切器件：

1、电容器投切专用接触器

这种接触器有一组辅助触头串联限流电阻后与主触头并联，在接触器吸合的过程中，辅助触头首先接通，使电容器通过限流电阻接入电路进行预充电，然后主触头接通将电容器正常接入电路，通过这种方式通常可以将涌流限制在电容器额定电流的5倍以下。

2、复合开关

所谓复合开关实际是晶闸管与机械开关的并联组合。在投入电容器的过程中，首先使用晶闸管过零触发来实现电容器的无涌流投入，然后接通机械开关来保持电容器的连续运行，这样就避免了入电容器时的涌流。但是复合开关技术既使用晶闸管又使用继电器，于是结构就变得相当复杂，并且由于晶闸管对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。

3、同步开关

同步开关技术是近年来最新发展的技术，顾名思义，就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。对于控制电容器的同步开关，就是要在接点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，在电流为零的时刻断开，从而实现开关接点的无电弧分断。由于采用了同步开关技术，就省略了与磁保持继电器接点并联的晶闸管组件，于是结构简化，成本降低，又避免了晶闸管组件所容易出现的故障，因此可靠性提高。

为了消除电容器投入时的涌流，最好的办法是采用电压过零投入方式。所谓电压过零投入方式就是在电源电压与电容器电压相等的瞬间将电容器

接入系统，这样就不会产生涌流。由于电容器的电压与电流有90度的相位

差，因此即使采用了电压过零投入方式，在电容器投入的瞬间，电流却正好是电容器额定电流的峰值。