励磁涌流的抑制方法
220kV变压器励磁涌流及抑制措施分析
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220kV变压器励磁涌流及抑制措施分析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。
一、励磁涌流的产生原因及其影响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。
变压器在正常运行时,励磁电流的值最大仅为额定电流的2%~5%。
而在发生外部故障时,电压降低,励磁电流也将随之减小。
因此变压器正常运行或发生外部故障时,都不会出现励磁涌流。
但当变压器空载投入或将外部故障切除后变压器重新投入运行时,由于电压的突然变化,磁场急剧增大,导致变压器内部的铁心饱和。
饱和磁通的大小取决于铁心材料的磁导率、磁路长度及截面等因素,铁心磁通饱和导致励磁电感减小,励磁电流激增为励磁涌流。
设变压器的高压侧电压为U,Um为变压器正常运行时的电压最大值。
变压器稳态运行情况下设绕组端电压为忽略变压器漏抗和绕组电阻,则用标幺值表示的电压U与磁通Φ之间的关系为式中:N为变压器匝数;Φ为铁心磁通。
设N =1,当变压器空载合闸时,由电压U与磁通Φ之间的微分方程求解可得式中:θ为变压器投入时刻的初相角;ω为角速度;C为积分常数;Φm是变压器稳态工作时的磁通幅值。
变压器励磁涌流的产生及抑制方法分析
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一
达式 如下所示 : l一 0( + eM = s) m卜 I t () 4 当合 闸后经过半个 周期 , 磁通 达到最大值 , 约等 于两倍 的稳态 最大额定磁通量 : - 一2 () 5 此时 , 路非常饱 和。 磁 相应 的励磁 电流急剧增大 , 为正常值的数十
现 以单相变压器 空载合 闸情况分析励磁涌流
,
() 1
稳态 时磁通 幅值 : 合闸时系统电压的相角 : R. 一 变压器电阻和电感。 I 由上 式可 以看 到 . 铁心主磁通 由两个部分相加 而成 . 分别 为稳 态 分量 和暂 态分量 。其 中. 构成主磁通 的稳态分量 与变压器正 常状态下 运行的情况一致 . 而暂 态分量为 一衰减函数 . 衰减 的快慢 由时 间常数 T LR所决定 , =/ 小容量的变压器电阻 R值 比较大 , 闸电流衰减 得快 , 合 只需要几个周 波就可 以接近稳态值得 . 但是大容量变压器 R值远小于 电感 L 衰减较慢 可延续 2 秒之久 。 , . 0 从 式( ) 1 可以看到 , 主磁通大小与合 闸时 电压相角 0 铁心 【 有关 。 同 时, 变压器 原边励 磁电流的大小 与铁心 主磁通有 以下关系 :
a— —
行。 以上对变压器合 闸励磁涌流的分析所建立的模型 比较 简单 . 实际 操作中有两方 面因素需要考虑进去
i ( /) l W1 t = L () 2 另外需要注意 的是 . 由于变 压器 电感 L不为常数 . 随变 压器铁心 2 励磁涌流抑制的方法 的饱和程度改变 . 这里将其看成常数 。 均电感值 。 即平 除以上提到在合 闸过程 中加入合 闸 电阻 以减小 合闸过程 中产生 当在系统电压相角为 = 或 3r 时 . 2  ̄ 2 主磁通含有暂态分量 . / 其 的励磁 涌流之外 . 阶段使用 的励磁涌流抑制方法有如下几种I 现 q 。 大小为 : 21 变压器低压侧并联 电容方法 . 1-bs t = q io  ̄n t () 3 通过在变压器低 压侧并联一定 的电容 . 使得 在合 闸过程 中 . 低压 该情况 下 . 闸后变 压器立即进人稳 定运行状态 . 合 避免 了由于 空 侧产生的磁通 极性 和高压侧磁通极性相反 . 主磁通 起去磁作用 . 对 一 载合 闸的电流冲击 . 为变压器合闸时机的理想选 择
变压器励磁涌流的分析及抑制方法探讨
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变压器励磁涌流的分析及抑制方法探讨摘要: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。
1变压器励磁涌流1.1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。
1.2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。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
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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。
变压器励磁涌流的抑制技术分析
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变压器励磁涌流的抑制技术分析【摘要】变压器的励磁涌流问题已经成为电力系统运行所面临的一大难题,过大的励磁电流会损害变压器,同时也会影响电力系统的正常运转,影响供电质量,也很有可能会对电力系统内部反应较为敏捷的电子器械带来破坏,本文分析了变压器励磁涌流的特征,然后探究了励磁涌流的抑制技术。
【关键词】变压器;励磁涌流;抑制技术变压器在电力系统中居于主要地位,是必不可少的设备,其运行的稳定程度直接关系到电力系统安全。
当变压器稳定工作时,其励磁电流小,不会出现问题。
然而,如果变压器空载装入电网时,则会因为其铁心的性能与特征等带来大规模的励磁涌流,产生大量的冲击电流,难免会对电力等系统造成极大的损害,导致电力供应服务能力下降,同时也会为变压器本身带来不利影响,甚至会损坏或破坏变压器,降低绝缘性能等等,要想解决这一问题就要加大研究力度,通过采用抑制技术来减少励磁涌流对变压器的破坏和影响,只有这样才能确保变压器功能与作用的正常发挥。
维护电力系统的正常运转为了减少这些问题的出现,就要积极采用抑制技术,控制励磁涌流的规模,维护变压器的安全平稳工作。
一、变压器励磁涌流的特点探究目前,最经常使用的励磁涌流判断方法大部分都是参照所获得的变压器励磁涌流内部的特点等去规划和判断励磁涌流以及短路电流如图1所示,这一方法的错误判断比率相对较大,在对励磁涌流进行处理、协调过程中通常也是短暂性地关闭保护设施,预防其保护设备出现误动的情况。
基于以上分析可以看出必须采取有效方法来减少励磁涌流的出现。
图1 励磁涌流与短路故障状态区分二、变压器励磁涌流抑制技术的基本原理和方法1.励磁涌流的判断方法根据上面的细致全面探究,可以把功率耗费思想同变压器磁通的分析二者联系起来,拿出一个全新的励磁涌流判断策略,也就是电力系统与磁通二者的直流分量进行比较、分析,设ΔP是差瞬间有功功率,也是变压器所耗费的功率。
而ΔP0则代表其直流分量。
这其中展现了变压器所损耗的有效值,在两者相互对比之下形成一类全新的、科学的励磁涌流判断方法。
变压器励磁涌流抑制原理及现场应用优化
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变压器励磁涌流抑制原理及现场应用优化引言:变压器是电力系统中重要的电能传输设备,其负责将高压电能转换为低压电能,并通过电能传输网络将电力供应到终端用户。
然而,在变压器投入运行时,励磁涌流可能会导致设备的电流波动和损耗,甚至造成电网的不稳定。
因此,为了保证系统的稳定运行,需要合理地抑制变压器励磁涌流并优化其现场应用。
一、励磁涌流抑制原理1.1励磁涌流的产生励磁涌流通常是由于变压器的磁路突然产生磁通时引起的。
在变压器的磁路中,磁通的变化速度往往比较快,导致励磁电流呈现出一个瞬时的增大过程,即励磁涌流。
1.2励磁涌流的影响励磁涌流对变压器和电网产生了不利影响,主要表现为:(1)变压器附加损耗:励磁涌流会导致变压器的额定电流上升,从而导致额外的电阻损耗。
(2)变压器振荡:励磁涌流在变压器铁芯和线圈之间产生电磁力,会引起变压器的震荡。
(3)电网不稳定:当变压器接入电网时,励磁涌流会产生电网的瞬时波动,影响电网的稳定性。
1.3励磁涌流抑制原理为了抑制励磁涌流,可以采用以下方法:(1)在变压器的电源供电系统中增加限流电抗器。
通过限制电源的短路能力,减少励磁涌流的电流峰值。
(2)使用励磁变压器。
励磁变压器是由辅励变压器和电抗器组成,通过控制辅助变压器的绕组电压来控制励磁涌流。
(3)通过安装软起动装置来逐步增加变压器的励磁电流,避免励磁涌流的冲击。
2.1选择适当的变压器为了减少励磁涌流对电网的影响,可以选择具有低励磁电流的变压器。
通常情况下,具有较低额定电压的变压器具有较低的励磁电流。
2.2控制变压器的励磁电流为了减少励磁涌流的影响,可以通过控制变压器的励磁电流来实现。
通过调节励磁变压器的绕组电压,可以减小励磁涌流的电流峰值,从而减少对电网的影响。
2.3优化励磁变压器的参数为了确保励磁变压器的效果,可以优化其参数。
包括选择合适的励磁变压器容量、安装位置和接线方式等。
同时,还需要合理地进行维护和检修,确保其正常运行。
变压器的励磁涌流及抑制方法
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变压器的励磁涌流及抑制方法摘要:变压器励磁涌流是一个相当复杂的问题,有必要分别对各种形式涌流的暂态过程和波形特征加以分析,并采取不同措施来应对其对系统的影响。
本文中笔者只是对变压器励磁涌流进行了一点初步的研究,分别从励磁涌流的产生、危害以及抑制方法方面进行了简要陈述和分析,有关变压器励磁涌流的深入分析还有待于进一步地研究。
关键词:变压器;励磁涌流;抑制方法引言当主变空载投入电网或外部故障切除后电压恢复时,断路器分合操作的瞬间,系统电压的相角通常都是随机的且不确定的,由于变压器铁芯磁通的饱和及铁芯材料的非线性特征,会产生很大的励磁涌流。
由励磁涌流引起的电压突降、操作过电压以及保护误动等故障,对发电厂或电网电气主设备如发电机、变压器和高压开关的危害都是非常大的。
多年来继电保护设备或电力控制设备通过区分励磁涌流与故障电流的特征差异来识别励磁涌流,但励磁涌流的形式变化多样,识别的准确率不高,甚至以延长保护动作时间、降低保护灵敏度及牺牲可靠性为代价。
微机型励磁涌流抑制器在识别的基础上,采取抑制措施,主要用于抑制电力变压器及电力电容器空投时的涌流。
1励磁涌流的产生及特点1.1励磁涌流的产生变压器投入后,绕组在磁路中的变压器会出现偏磁现象,这种现象属于单极性的。
对该磁通的极性和投入前变压器的剩磁极性进行相比较,相同时,会出现稳态磁与剩磁以及偏磁叠加而造成磁路饱和的现象,使励磁电抗绕组在地变压器上时,会有很大的励磁涌流产生。
1.2励磁涌流的特点高次谐波分量会大量地存在于励磁涌流中,其中主要的电流是二次谐波分量,尖顶波是变化的曲线。
在三相变压器中存在着不同大小的二次谐波,但是较大的二次谐波至少存在一相。
励磁涌流波形明显偏于时间轴一侧,含有很大的非周期分量电流,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。
中小变压器涌流倍数大,衰减较快(可达10Ie,衰减时间0.5~1s),大型变压器涌流倍数较小,衰减慢(4~6Ie,2~3s,甚至1min)。
如何预防三相变压器产生励磁涌流现象
![如何预防三相变压器产生励磁涌流现象](https://img.taocdn.com/s3/m/fbdfbc5a17fc700abb68a98271fe910ef02dae6f.png)
如何预防三相变压器产生励磁涌流现象?
如何预防三相变压器产生励磁涌流现象?建议采取以下四种解决措施:
一、内部结构优化
选择合适的铁芯等材料改进变压器内部结构,降低剩磁量,降低励磁涌流的产生概率。
二、加装保护装置
选择合适的断路器、电流互感器、避雷器等保护装置,可以有效减少励磁涌流的幅值,避免断口电弧重燃。
三、电容器并联变压器
将电容器并联到变压器低压侧,通过阻止绕组内磁通接近饱和值来抑制励磁涌流。
四、使用差动保护
采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护,利用二次谐波制动原理构成的差动保护,利用间断角原理构成的差动保护,以及采用模糊识别闭锁原理构成的差动保护,减少励磁涌流对变压器纵差保护的影响。
除此以外,为减少变压器励磁涌流的发生,还应注意以下三点:
1、在进行变压器合闸操作时,应尽量避免在电压波形的峰值处合闸,以减少励磁涌流的产生;
2、定期检查和维护变压器及相关电气设备,确保其处于良好的工作状态,减少励磁涌流的潜在危害;
3、设计电力系统时,充分考虑变压器的励磁涌流特性,选择合适的保护装置和控制策略,以确保系统的稳定运行;
三相变压器作为电力系统中不可或缺的一部分,合理的设计对电网的安全和稳定至关重要。
所以,找到励磁涌流产生的原因,选择合适的解决措施,一定能有效抑制三相变压器励磁涌流,确保电力系统的安全稳定运行。
时间有限,今天就到这里。
想要了解更多变压器励磁涌流知识与治理方法,欢迎留言。
希望能够带给大家帮助,期待我们下期再见!。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
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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
励磁涌流闭锁的方法
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励磁涌流闭锁的方法励磁涌流闭锁是一种常见的电气保护装置,用于保护电力系统中的设备和线路免受涌流的损害。
涌流是指在电力系统启动或故障时瞬时流经设备和线路的大电流。
这种电流可能会导致设备过载、线路烧毁以及其他设备故障。
因此,采取适当的励磁涌流闭锁方法对电力系统的可靠运行至关重要。
下面将介绍几种常用的励磁涌流闭锁方法。
1. 时间延迟法时间延迟法是一种常见的励磁涌流闭锁方法。
当电力系统启动或故障发生时,电流会瞬时增大。
通过设置适当的时间延迟,可以在电流增大到一定程度之前关闭励磁,从而避免涌流对设备和线路的损害。
时间延迟的设置需要考虑电力系统的特点和设备的额定容量,以确保在涌流过程中适时关闭励磁。
2. 励磁闭锁装置励磁闭锁装置是一种专门设计的电气装置,用于检测电力系统中的涌流并关闭励磁。
它通常包括电流传感器、比较器和继电器等组件。
当涌流发生时,电流传感器会检测到电流的变化,并将信号传送给比较器。
比较器会与设定的涌流阈值进行比较,并在电流超过阈值时触发继电器,关闭励磁。
励磁闭锁装置可以根据需要进行调整,以适应不同电力系统的要求。
3. 励磁闭锁逻辑励磁闭锁逻辑是一种基于逻辑电路的励磁涌流闭锁方法。
它利用逻辑电路的原理,通过组合与门、或门和非门等逻辑门电路来实现励磁的闭锁。
当电力系统发生故障或启动时,涌流会导致逻辑电路的输入信号发生变化。
根据预设的逻辑门电路,当电流超过设定的阈值时,逻辑电路会触发输出信号,关闭励磁。
励磁闭锁逻辑可以根据电力系统的特点和需求进行设计和调整。
4. 励磁闭锁保护装置励磁闭锁保护装置是一种更为复杂的励磁涌流闭锁方法。
它利用计算机和现代控制技术,通过采集、处理和分析电力系统中的电流和电压信号来实现励磁的闭锁。
励磁闭锁保护装置通常包括电流传感器、电压传感器、数据采集单元、计算机和控制单元等组件。
通过实时监测电流和电压的变化,并根据预设的闭锁逻辑和保护策略进行处理,励磁闭锁保护装置可以及时、准确地判断和闭锁励磁,保护电力系统的设备和线路。
励磁涌流的抑制方法
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励磁涌流的抑制方法(总4页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-摘要:合空载电力变压器时会产生数值相当大的励磁涌流,易造成变压器差动保护装置的误动作。
针对这一问题,介绍了两种削弱励磁涌流的方法:控制三相合闸时间或在变压器低压侧加装电容器。
理论分析和实践均证明这两种方法是行之有效的,但利用控制三相合闸时间来削弱励磁涌流在实际应用中更具有潜力。
关键词:励磁涌流;变压器;控制开关;电容1概述电力变压器在空载合闸投入电网或外部故障切除后电压恢复时,由于变压器的非线性,会产生数值相当大的励磁涌流,严重情况下其峰值可达额定电流的10到20倍[1],从而导致变压器保护的误动作。
为了解决这一问题,目前变压器的差动保护都采用了或门制动方式,即三相电流中有一相制动,则三相全部制动。
这样虽解决了涌流时的误动问题,但当变压器有涌流时,如果发生单相或两相内部故障,差动保护因健全相的涌流制动而不动作。
大型变压器时间常数都很长,一般涌流过程超过5 s [2],在发生上述故障时,主保护等到振荡消失才能动作,实际就是拒动。
理论分析和动模试验都证实了这种现象。
为了保证差动保护装置的正确动作,必须要降低励磁涌流的幅值。
目前,削弱励磁涌流的方法主要有两种:控制三相开关合闸时间,或在变压器低压侧并联电容器。
本文将对这两种方法的原理、效果一一介绍。
2控制三相开关合闸时间以削弱励磁涌流2.1理论基础该方法的理论基础是:将变压器看作一个强感性负载,即看作一个非线性电感,当合闸时,变压器上的电压在变压器内部也产生一个磁通,当变压器有剩磁时,合闸后所产生的磁通如果和剩磁极性相同,则变压器内部的总磁通就会随着电压的升高而增加,从而励磁涌流也会随之增加,如果合闸后所产生的磁通和剩磁极性相反,则变压器内部的总磁通就会随着电压的升高而减小,从而削弱了励磁涌流;如果合闸时变压器内无剩磁,则可在合闸角为90°(即电压峰值时)时合闸,这样在变压器内产生的磁通最小,产生的励磁涌流也最小。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
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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。
变压器励磁涌流的抑制方法
![变压器励磁涌流的抑制方法](https://img.taocdn.com/s3/m/64e46412e3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d516.png)
变压器励磁涌流的抑制方法变压器是电力系统中重要的电力设备之一,用于变换电压和电流。
在变压器的运行过程中,涌流是一种常见的问题,会对变压器的稳定运行和设备寿命造成不利影响。
因此,抑制变压器励磁涌流是非常必要的。
励磁涌流是指在变压器初次通电时,由于磁路中的磁场急剧变化所产生的瞬态电流。
这种涌流会导致变压器的铁芯饱和,进而引起磁损耗和温升的增加,甚至可能损坏绝缘。
因此,抑制变压器励磁涌流可以有效提高变压器的运行效率和使用寿命。
一种常见的抑制变压器励磁涌流的方法是采用串联电抗器。
串联电抗器是一种电气元件,它的电抗性质能够抵消变压器励磁涌流的影响。
在变压器的输入侧串联一个适当的电抗器,可以有效地减小励磁涌流的幅值,降低变压器的磁损耗,提高变压器的效率。
另一种抑制变压器励磁涌流的方法是采用变压器差动保护装置。
差动保护装置是一种用于检测变压器状态的装置,可以及时发现变压器的异常情况,并采取相应的措施进行保护。
在变压器的输入侧和输出侧分别安装差动保护装置,可以实时监测变压器的电流差异,一旦发现异常情况,就会自动切断电源,避免励磁涌流对变压器的影响。
合理设计变压器的参数也是抑制励磁涌流的重要手段。
通过选择合适的铁芯材料、匝数比和绕组抗阻值,可以减小励磁涌流的幅值,降低变压器的磁损耗。
同时,还可以合理布置变压器的绕组,减小磁场的漏磁,进一步减小励磁涌流。
在变压器运行过程中,适当控制励磁电流的启动时间也是抑制励磁涌流的有效手段。
通过调整变压器的启动方式和启动时间,可以使励磁涌流的幅值逐渐增大,避免突变的励磁涌流对变压器产生影响。
还可以采用软启动技术来抑制励磁涌流。
软启动技术是一种通过逐渐增加变压器的励磁电流来启动变压器的方法,可以有效减小励磁涌流的幅值,降低变压器的磁损耗。
抑制变压器励磁涌流是保证变压器正常运行的重要措施。
通过采用串联电抗器、差动保护装置、合理设计变压器参数、控制启动时间以及采用软启动技术等方法,可以有效降低励磁涌流的幅值,提高变压器的运行效率和使用寿命。
变压器空载合闸励磁涌流及其抑制措施
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变压器空载合闸励磁涌流及其抑制措施随着低压隔离变压器容量的不断增大,空载合闸励磁涌流的危害愈发严重,甚至严重影响了大容量低压隔离变压器的应用。
由于变压器铁芯材料励磁特性具有非线性特性,当铁芯磁通低于饱和时也就是变压器处于处于空载的稳态运行时,励磁电流是十分小的,仅占额定电流的0.2%~1%。
但是,当变压器空载合闸时,就会收到变压器铁芯剩余励磁及当变压器刚刚进行初载合闸时初相角所带来的随机性,而导致铁芯磁通逐渐趋于饱和状态,产生较大幅度值的励磁涌流其最大的峰值甚至可以达到变压器标准额定电流的6~8倍。
发生如此大的励磁涌流,必然会造成电网电压的不断波动,造成变压器的继电保护错误动作,从而诱发操作过电压,给电力电气设备带来严重的安全隐患。
为了有效抑制变压器空载合闸产生的励磁涌流,可以采取以下5种措施:一、变压器低压侧并联电容法在变压器低压侧并联一定的电容,变压器低压侧产生的磁通与高压侧磁通极性相反,对主磁通起去磁作用,从而达到抑制励磁涌流的目的。
二、在变压器的输入端串联电阻变压器合闸时,在变压器的输入端与电网间串联适当电阻可以限制冲击电流,串联电阻法能有效限制合闸冲击电流。
三、控制三相开关的合闸速断由于合闸瞬间外施交流电压的峰值为最大值时,变压器不会产生励磁涌流的特点,通过控制三相开关合闸的角度抑制励磁电流。
四、内插接地电阻由于变压器空载合闸时三相励磁涌流不平衡,在三相变压器的中性点处连接一个接地电阻,来抑制变压器的励磁涌流。
五、在升压变低压侧安装变压器合闸涌流一体化抑制装置变压器合闸涌流一体化抑制装置是基于电感线圈遵循磁链守恒原理,在变压器内部无剩余磁通时,选择在电压峰值,磁通为0时合闸将有效的避免涌流的产生;而在变压器内部有剩余磁通时,若能得知剩磁的极性和数值,在预期磁通等于剩磁通电压角度合闸,将有效的避免涌流的产生。
了解了变压器空载合闸励磁涌流及其抑制措施,有助于抑制变压器励磁涌流。
时间有限,想要了解更多变压器励磁涌流知识与治理方法,期待您与小编下期不见不散。
变压器合闸励磁涌流的抑制方法研究
![变压器合闸励磁涌流的抑制方法研究](https://img.taocdn.com/s3/m/1ccdb6e0b8f67c1cfad6b82a.png)
或者削弱励磁 涌流 , 而达 到抑制效果。 从
3 . 延迟合 闸法 .2 2
偏磁 , 如果偏磁极性 恰好和变压器原来 的剩磁 极性相 同, 那将
会导致磁路饱和 , 会产生很强烈的励磁 涌流。 在一定 的情况下 ,
如果 能 够 了解 变 压 器 上 次 断 电时 磁 路 中的 剩磁 的极 性 , 么完 那
3 对 变 压 器 合 闸励 磁 涌 流 抑合 技 术 法 .
可 以是2 个 工频周期 。这样 , 到3 也可以使得空载变压器励磁 涌 流得到控制。 延迟合闸的策略是 采用 了变压器铁芯的磁通平衡
效应 , 以达到抑制励磁涌流的效果 。
33 在 中性 点 恰 当地 串联 合 闸 电 阻尺 .
在首 相合闸之后 , 因为 中性点 串联 了电阻尺 , 铁芯 中的暂 态磁 通就会迅速地减少 。有 一种简单且经 济的削弱空载合闸
变压器励磁涌流的方法 , 就是在变压器的 中性点 串入一大小合
如果采取选相位角关合技术 , 可以对 空载变压器励磁涌流
进行消除。 通过E 仿真结果表明 , Mr P 该方法在很难精确测量铁 芯剩磁的情况下 ,可以很好地抑制变压器励磁涌流产生过程 。
来说 , 当电压升高时 , 它会 随着减少 , 以使得励磁涌流得到削 可 减 ; 闸时变压器 内没有剩磁 , 合 即在合闸角为9 。的时候合闸 , 0
这样变压 器内产生 的磁通是最小的 , 产生的励磁涌流也是最小 的。三相 绕组 内磁通有其 自己的变化 规律 , 如果合 理地控制三 相开关合闸角度 ,不仅 可以大幅度 降低变压 器内的感应磁通
技术 与 市场
第 l卷第 1 2 l年 8 嗍 01
变压器励磁涌流抑制方法及措施探讨
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变压器励磁涌流抑制方法及措施探讨变压器励磁涌流抑制方法及措施探讨摘要:在智能化变电站中,随着电力系统对于设备的智能化水平及可靠性要求越来越高,控制变压器励磁涌流的方法也越来越多,文章对目前较为新型的变压器励磁涌流方法进行对比分析,并对其在智能化变电站中的应用提出相应建议,为广大设计工作者提供参考。
关键词:变压器;励磁涌流;抑制方法1 变压器励磁涌流的形成原理励磁涌流是变压器的核心部件,铁心处于饱和状态时引发和引起的一种现象。
在变压器铁心处于不饱和状态时,铁心磁化曲线的斜率很大,这时候励磁电流接近零值。
但是一旦变压器铁心出现饱和状态,磁化曲线斜率变小,电流就会随着磁通呈现线性增长的状态,进而最终演变为励磁涌流的现象。
在变电站设计规范中,目前的常用变电站饱和磁通一般设定为1.15~1.4之间,而电力变压器的运行电压不超过额定电压的10%。
因此在变电站正常使用过程中,电力变压器一直处于稳定运行状态,变压器的磁通数值都不会超过设计的饱和磁通的数值,而变压器的核心部件铁心也不会达到饱和状态,也就不会引发励磁涌流的现象。
例如,最严重的是电压过零时进行合闸操作,假若此时铁心的剩磁,非周期磁通为经过半个周期后,磁通将远大于饱和磁通,则会形成变压器严重饱和的状态,才会导致出现励磁涌流的现象。
2 变压器励磁涌流的破坏性分析以及抑制原理抑制电力变压器励磁涌流的原理与电容器的充电涌流抑制原理是相似的。
首先是电流属于储能元件,变压器不容许电流突变,而电容器则不容许电压突变,因此在两者进行空投电源时都将诱发一个暂态的过程。
变压器空载接入电源的时候,或者变压器出线发生故障被继电保护装置切除时,由于变压器某侧绕组感受到外施电压的骤增,进而会产生数值极大的励磁涌流。
这种由暂态过度到常态所诱发的励磁涌流,不仅峰值大,还含有极多的谐波及直流分量,会对电网运行及电气设备造成破坏性的影响。
因此为了保障发电站、变电站以及输变电线路运行的正常,需要对变压器励磁涌流采取相应的抑制及保护措施。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
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工程实例二:采用带有短路阻抗的变压器
总结词
提高保护装置灵敏度
详细描述
分相差动保护装置是一种针对变压器各相电流进行保护的装置。通过比较各相电流的变化,可以更准确地判断是否存在励磁涌流,从而提高了保护装置的灵敏度。
工程实例三:采用分相差动保护装置
结论与展望
06
研究结论
变压器励磁涌流是由于变压器铁芯饱和造成的,在空载合闸或外部故障切除后电压恢复时,会产生很大的励磁电流。这个电流通常为额定电流的数倍至十倍,并可能引起继电保护装置误动作,导致变压器无法正常运行。
变压器绕组电感是影响励磁涌流产生的另一个重要因素。在合闸瞬间,绕组电感对电流变化起阻碍作用,使得电流不能突变,从而产生励磁涌流。
绕组电感的值与绕组匝数、线径、层数以及绕组间的绝缘材料有关。匝数越多、线径越粗、层数越多、绝缘材料越厚,绕组电感越大,反之亦然。
变压器绕组电感的影响
VS
变压器合闸时刻电压相位是影响励磁涌流的另一个因素。在电压过零点合闸时,由于铁心不饱和,变压器绕组电感较大,励磁电流较小;而在电压峰值点合闸时,铁心可能已经饱和,变压器绕组电感突然减小,导致励磁电流剧增,形成励磁涌流。
励磁涌流通常在变压器绕组中产生,其最大值可以达到变压器额定电流的数倍甚至数十倍。
变压器励磁涌流的定义
1
变压器励磁涌流的特征
2
3
变压器励磁涌流具有明显的非周期性,即涌流的波形出现间断或振荡。
励磁涌流的幅值随着时间衰减,但衰减速度较为缓慢,通常需要数秒甚至更长时间才能减小到稳态值。
励磁涌流在变压器绕组中产生的电动势与外加电压的相位关系密切,但与外加电压的极性相反。
03
此外,励磁涌流还可能引起变压器绕组和铁芯的机械应力,对变压器的使用寿命产生影响。
海上平台变压器励磁涌流分析及抑制措施
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海上平台变压器励磁涌流分析及抑制措施关键词:海上平台变压器励磁涌流;抑制措施;前言:变压器空载投入运行时会出现一定幅值的励磁涌流,对电网造成一系列不良影响,如电压骤降、谐波含量增大等,甚至有可能造成保护误动,从而造成大范围停电的严重事故。
海上石油平台电网规模较小,但配置的变压器相对较大,投送变压器造成上级保护误动事故多次发生,因此,有必要研究励磁涌流对电网,尤其是对继电保护动作造成的影响。
一、海上平台变压器励磁涌流危害及产生原因海上石油平台组成的电网中,变压器空载合闸入网,由于变压器绕组一次侧感受到外部施加的电压骤增,基于磁链守恒定律,该一次侧绕组在磁路中会产生单极性偏磁,如果偏磁的极性恰好与变压器原来的剩磁极性相同,偏磁与剩磁和稳态磁通叠加就会导致磁路饱和,变压器绕组的励磁电抗从而大幅度降低,进而投入的变压器励磁电流会急剧增大,诱发数值很大的励磁涌流,其幅值可以达到正常运行时空载电流的数十倍。
1.励磁涌流对海上石油平台电网的危害性:(1)变压器出线端出现短路故障被保护切除时将产生电压突增,引发所有变压器保护误动作,造成全部变压器出线端停电;(2)变压器的综合继电保护器难以正确识别励磁涌流和故障电流的差别,导致综合继电保护器误动,使变压器空投失败;(3)引起电网电压骤降,影响电网中其他电气设备的正常运行;(4)空投时的励磁涌流会通过系统输电线电阻诱发邻近运行中的变压器产生“和应涌流”,从而导致变压器保护误跳闸,造成更大面积的停电;(5)励磁涌流会导致大量谐波注入电网,对电网中的电能质量造成严重污染;(6)诱发操作过电压,损坏电气设备;(7)数值很大的励磁涌流,会导致变压器、断路器电动力过大受损;(8)励磁涌流中包含的直流分量会引起电流互感器的磁路被过度磁化,进而会大幅降低测量的精度和综合继电保护器的正确动作率。
2.以单相变压器为例分析励磁涌流的产生原因。
计及剩磁时,总磁通由剩磁、暂态磁通和稳态磁通三部分组成,当磁路中这三类磁通之和如果大于设计饱和磁通,即电压的相位角在区间,总磁通比饱和磁通大,磁路饱和,变压器的绕组电抗会急剧下降,导致励磁电流剧增,产生励磁涌流i,总磁通下降到小于饱和磁通时励磁涌流截止,励磁涌流具有间断性。
励磁涌流抑制方法
![励磁涌流抑制方法](https://img.taocdn.com/s3/m/edff622bbb68a98271fefa20.png)
摘要] 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。
[关键词]励磁涌流磁路饱和涌流抑制器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。
励磁涌流产生的原因及应对策略
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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。
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摘要:合空载电力变压器时会产生数值相当大的励磁涌流,易造成变压器差动保护装置的误动作。
针对这一问题,介绍了两种削弱励磁涌流的方法:控制三相合闸时间或在变压器低压侧加装电容器。
理论分析和实践均证明这两种方法是行之有效的,但利用控制三相合闸时间来削弱励磁涌流在实际应用中更具有潜力。
关键词:励磁涌流;变压器;控制开关;电容
1概述
电力变压器在空载合闸投入电网或外部故障切除后电压恢复时,由于变压器的非线性,会产生数值相当大的励磁涌流,严重情况下其峰值可达额定电流的10到20倍[1],从而导致变压器保护的误动作。
为了解决这一问题,目前变压器的差动保护都采用了或门制动方式,即三相电流中有一相制动,则三相全部制动。
这样虽解决了涌流时的误动问题,但当变压器有涌流时,如果发生单相或两相内部故障,差动保护因健全相的涌流制动而不动作。
大型变压器时间常数都很长,一般涌流过程超过5 s[2],在发生上述故障时,主保护等到振荡消失才能动作,实际就是拒动。
理论分析和动模试验都证实了这种现象。
为了保证差动保护装置的正确动作,必须要降低励磁涌流的幅值。
目前,削弱励磁涌流的方法主要有两种:控制三相开关合闸时间,或在变压器低压侧并联电容器。
本文将对这两种方法的原理、效果一一介绍。
2控制三相开关合闸时间以削弱励磁涌流
2.1理论基础
该方法的理论基础是:将变压器看作一个强感性负载,即看作一个非线性电感,当合闸时,变压器上的电压在变压器内部也产生一个磁通,当变压器有剩磁时,合闸后所产生的磁通如果和剩磁极性相同,则变压器内部的总磁通就会随着电压的升高而增加,从而励磁涌流也会随之增加,如果合闸后所产生的磁通和剩磁极性相反,则变压器内部的总磁通就会随着电压的升高而减小,从而削弱了励磁涌流;如果合闸时变压器内无剩磁,则可在合闸角为90°(即电压峰值时)时合闸,这样在变压器内产生的磁通最小,产生的励磁涌流也最小。
在单相变压器中,可以很容易地分析出如下结果。
假设单相变压器无漏抗,电源为无穷大,如图1所示:
此时有
此处把变压器的基本磁化曲线作折线处理,如图2所示:
其中:α为接入相位角(合闸角);Ψr为变压器剩磁。
从式(1)中可以看出,当α=0°时,产生最大的涌流峰值,当α=90°时,励磁涌流的峰值最小。
因此,通过控制合闸时间来削弱励磁涌流的幅值是一种行之有效的方法。
2.2在三相变压器中的应用
在三相变压器中,尽管三相之间有电磁耦合以及剩磁的影响,但根据三相绕组内的磁通变化规律,通过控制三相开关的合闸时间(即合闸角度),亦可以大幅度降低变压器内的感应磁通,从而削弱励磁涌流的幅值。
根据上述思想,以及变压器三相绕组内剩磁的形式,提出了两种合闸策略。
2.2.1快速合闸策略
即一相先在合闸角度为90°时合闸,另外两相在1/4工频周期后合闸。
这是因为,设
三相绕组中均无剩磁,A相先在最优时间,即是在合闸角度为90°时合闸,此时在A相绕组中产生的磁通最小,在B、C相中产生幅值为磁通最大值的一半、相位超前A相180°的感应磁通,如图3所示,在此时,B、C两相合闸的最佳时间就是在1/4工频周期后合闸,这样就保证B、C两相绕组中的磁通在正常范围之内,从而消除或削弱了励磁涌流。
该方法适用于三相绕组中剩磁为零,以及三相独立控制合闸的情况。
经过仿真计算,实施该策略后,在合闸时间分散度为0.5 ms的情况下,励磁涌流的幅值与三相随机合闸相比,减少了94.4%[4]。
2.2.2延迟合闸策略
单相先合闸,另外两相在2~3工频周期后合闸。
该方法的理论依据是铁芯磁通平衡效应:设A相先合闸,之后在B、C相产生感应磁通,如果两相内的剩磁不同,则内部的感应磁通也不相同,如图4所示。
设Φc>Φb,则当Φc到达饱和点后,Φb还停在未饱和区,此时由于变压器的非线性,LC<LB,因此B、C相绕组上电压也不相同,UC>UB,则在绕组内部,B相绕组内磁通的变化速度要比C相绕组内快,最后,B、C两相内部磁通趋于平衡,同时也消除了剩磁效应。
该方法适用于已知单相绕组中的剩磁,三相独立合闸的情况。
经过仿真计算,实施该策略后,在合闸时间分散度为1.0 ms的情况下,励磁涌流的幅值减少幅度为85%~93%[4]。
3在变压器低压侧并联电容器
励磁涌流是由于变压器内磁通饱和而引起的,如果采取措施限制绕组内磁通达到饱和点,也就达到削弱或消除励磁涌流的目的。
在变压器低压侧并联电容器就是基于这种思想提出的,如果在变压器低压侧并联电容值适当大小的电容器,在变压器低压侧产生的磁通就和高压侧磁通极性相反,这样就排除了绕组内磁通饱和的可能性[5]。
该方法的优点是不论控制三相合闸角为多少,均能有效的削弱励磁涌流。
缺点在于对电容器电容值的选取,电容值过大或过小均不能满足要求。
电容值过大,会使变压器与电容器组合成的系统谐振频率降低,从而使变压器难以被激磁;电容值过小,会无法满足削弱励磁涌流的需要。
荷兰的PGEM公司在1992年在一台66 MVA,150/11 kV的变压器上做过试验,不同的电容器值下,励磁涌流的峰值如表1所示[6]。
从表1可以看出,电容器值不同,励磁涌流的峰值变化很大,故在采取此方法前,必须知道变压器的励磁特性,以便对变压器空合闸时的暂态现象进行模拟,以选取合适的电容值。
4结论
本文讨论了两种削弱励磁涌流的方法,两种方法各有优缺点。
但是在变压器低压侧并联合适的电容器需要对变压器的励磁特性进行精确模拟,而在实际工程中,要得到一个真实的变压器励磁特性是比较困难的,因此,随着控制开关合闸时间的技术不断发展,第一种方法更有潜力。
励磁涌流的抑制措施根据励磁涌流的产生原因,可以从以下方面来抑制变压器空载闭合时的励磁涌流。
1、闭合绕组中串入闭合电阻。
这是目前广泛采用的抑制励磁涌流的方法。
闭合时串入闭合电阻,当达到稳定时运行时再切除该电阻。
2、闭合绕组中串入闭合电缆。
从理论上讲,用电感代替电阻的分压效果更好,但闭合绕组中串入电感后,容易引起高次谐波的振荡,产生过电压导致电感绝缘损坏。
另外,串入电感后会使励磁涌流的时间常数增加,这对抑制励磁涌流是不利的。
因此此项措施需要做进一步的研究。
3、带负载闭合。
其原理是利用变压器二次的反电势来抵消一次电源电压,从而减小变压器空载闭合的励磁涌流。
4、选相角闭合。
选择电源电压波形为最大值的瞬间组合,可避免最苛刻的闭合工况。
5、用降低剩磁的方法抑制励磁涌流。
涌流不是变压器考核指标,它影响运行性能。
合闸激磁涌流与铁心参数,如硅钢片特性中剩磁与饱和点、额定磁通密度,与绕组几何形状、匝数,与合闸时电压瞬时值等参数有关。