变压器励磁涌流特点及控制技术
500kV变压器的励磁涌流与抑制方法
500kV变压器的励磁涌流与抑制方法摘要：当500kV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。
关键词：500kV变压器；励磁涌流；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）。
励磁涌流非正弦波，呈现尖顶波，相邻两个波形之间出现间断，宽度为间断角，间断角大小与铁芯饱和磁通和剩磁大小有关。
1.3励磁涌流的危害直流分量在励磁涌流中会将电流互感器中的磁路磁化过度，影响测量精度，容易造成变压器中继电保护装置出现误动的现象，尤其严重影响变压器的差动保护，使变压器在投运过程中屡次失败。
将电流接入到一台空载的变压器上所生成的磁力涌流，会使电气内部相邻连接的电站中运行的变压器出现和应涌流，发生误跳闸的状况，造成大面积的停电。
若励磁涌流数值较大，会使断路器以及变压器由于动力过大而受损。
造成电网电压骤升或骤降，导致其它电气设备无法正常工作，特别是易诱发操作过电压，损坏电气设备。
变压器励磁涌流特点
变压器励磁涌流特点
1、变压器励磁涌流特点
变压器励磁涌流是由励磁电流形成的瞬变涌流。
励磁电流存在着不同的特点，它们是以下几个特点：
（1）由于励磁电路存在串联电容，因此励磁涌流有一定的泄放时间，其衰减趋势也是呈现按照一定的程度逐次下降；
（2）励磁涌流在变压器共模绕组中产生，通常由六角座绕组被激励，其电流的方向满足相同的环状空气间隙构建起电磁耦合的要求；（3）励磁电流除了由于变压器内各电路的阻抗变大而衰减衰减外，还会受到电磁耦合的影响，这种影响也是励磁涌流衰减的主要原因；（4）在正常情况下，励磁涌流在一个循环中会保持一定水平，但在空载情况下，磁通容量小，励磁电流也比较低，励磁涌流也会呈现较弱的特征。
2、变压器励磁涌流衰减原因
（1）电容型变压器的空载损耗可以引起励磁涌流的衰减；
（2）励磁涌流的衰减会受到电路构建导线的影响，导线的长度及直径会影响励磁电流的衰减；
（3）变压器的内部泄漏电感会影响励磁电流的衰减；
（4）由于磁通容量小，当变压器处于空载状态时，也会影响励磁涌流的衰减。
3、变压器励磁涌流影响因素
（1）电磁耦合：电磁耦合是指在变压器内部存在互相耦合的电感和电容，从励磁电路的发挥效果来看，改变了励磁电流的波形特征，也会影响励磁涌流的衰减趋势；
（2）环空间：变压器内部的空气间隙设计有较大的影响，会影响变压器内部磁场的分布情况；
（3）磁通容量：磁通容量会影响变压器内部磁场能量变换的情况，变压器的磁通容量越大，励磁涌流就会越强；
（4）变压器损耗：变压器的空载损耗和负载损耗会影响励磁涌流的特性，变压器损耗越低，励磁涌流的衰减情况就越好。
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。
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。
变压器励磁涌流特点及控制技术你真的了解吗
本文分析了变压器励磁涌流及其特点，以单相变压器为例，分析了励磁涌流产生的机理，并给出了有效的控制技术。
1 变压器励磁涌流概念及特点变压器是交流输电系统中用于电压变换的重要电气设备，是一种依据电磁感应原理制造而成的静止元件。
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。
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°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 励磁涌流产生原因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。
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。
3 控制技术对于现场中常用的三相电力变压器，防止变压器励磁涌流引起差动保护的措施主要有以下几类。
3.1 采用速饱和中间变流器差动保护按照躲开最大不平衡电流进行整定时，带速饱和原理的差动保护能够减少非周期分量造成的保护误动，如BCH-2型就是一种增强型速饱和中间变流器的差动保护。
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。
三相变压器励磁涌流的特点
三相变压器励磁涌流的特点三相变压器励磁涌流是指在三相变压器中，当变压器初级侧接入电源后，由于变压器铁心的磁导率非线性特性以及变压器的感应电动势，会产生一个瞬时的大电流，这就是励磁涌流。
励磁涌流的特点主要包括以下几个方面。
励磁涌流是瞬时性的。
励磁涌流的产生是因为变压器铁心的磁导率非线性特性，当电源接入变压器初级侧时，铁心磁导率会突然增大，从而导致磁通突然增大，感应电动势也会突然增大，进而产生瞬时的大电流。
这个瞬时的大电流只会在接通电源的瞬间出现，随后会逐渐减小，最终趋于稳定。
励磁涌流的幅值较大。
励磁涌流的幅值通常是变压器额定电流的几倍甚至几十倍。
这是因为励磁涌流是由于铁心的磁导率非线性特性引起的，当铁心磁导率突然增大时，感应电动势也会突然增大，从而导致励磁涌流的幅值较大。
励磁涌流具有波动性。
励磁涌流的波动性主要是由于电源的交流特性以及变压器的感应电动势引起的。
由于电源的交流特性，电源电压会不断变化，从而导致感应电动势也会不断变化，进而引起励磁涌流的波动。
励磁涌流的持续时间较短。
励磁涌流只会在接通电源的瞬间出现，随后会逐渐减小并趋于稳定。
一般情况下，励磁涌流的持续时间在毫秒量级，非常短暂。
励磁涌流会对电力系统产生一定的影响。
由于励磁涌流的幅值较大，会导致电流突变，进而引起电压的波动。
这种电压波动可能会对电力系统的稳定性和设备的正常运行产生一定的影响。
三相变压器励磁涌流的特点主要包括瞬时性、幅值较大、波动性、持续时间较短和对电力系统的影响。
了解和掌握励磁涌流的特点对于合理设计和运行电力系统中的三相变压器具有重要的意义。
通过合理的控制和抑制励磁涌流，可以提高变压器的运行效率和稳定性，保证电力系统的正常运行。
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。
感谢您的观看
THANKS
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。
变压器励磁涌流的特点
变压器励磁涌流的特点
变压器励磁涌流是指在变压器初次通电时，励磁电流引起的瞬态电流波动现象。
其特点如下：
1. 时间短暂：励磁涌流只在初次通电瞬间出现，随后逐渐减小并稳定到额定工作状态。
2. 电流较大：励磁涌流的电流值通常是变压器额定电流的两至五倍，甚至更高。
3. 非对称性：励磁涌流在电枢和电抗器两侧不对称，因为在电路中存在感抗，导致电流不同步。
4. 产生过电压：励磁涌流会在变压器中产生较高的瞬态过电压，对绝缘系统和绝缘材料造成冲击。
5. 影响变压器稳态工作：励磁涌流对变压器中的磁场分布、电动势和整体工作状态有一定的影响，但在短时间内会趋于稳定。
6. 可引起机械振动：励磁涌流可能引起变压器和相邻设备的机械振动和冲击。
为了避免励磁涌流对系统造成不利影响，通常采取一些措施如使用合适的变压器铁心材料、合理设计电路使励磁电流尽快达到稳定状态、采用绕组的恰当绝缘等。
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。
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。
变压器空载合闸时的励磁涌流
变压器空载合闸时的励磁涌流
变压器是电力系统中不可或缺的重要设备，它起着将电能从一
电压等级传输到另一电压等级的关键作用。
在变压器运行过程中，
空载合闸时的励磁涌流是一个非常重要的问题，它会对设备的安全
稳定运行产生影响。
励磁涌流是指变压器在空载合闸时，由于磁路突然饱和而产生
的瞬时大电流现象。
这种电流会导致变压器线圈和铁芯中产生过大
的磁场，从而引起变压器的震动和噪音，甚至可能损坏设备。
因此，励磁涌流对变压器的安全运行构成了潜在的威胁。
为了有效应对变压器空载合闸时的励磁涌流问题，我们可以采
取以下措施：
1. 采用先合闸后通电的操作方式，通过逐步增加励磁电流的方法，减小励磁涌流的影响。
2. 在设计变压器时，可以采用合理的磁路结构和材料，以减小
励磁涌流的大小。
3. 在变压器的运行控制系统中，设置合适的励磁控制装置，对励磁电流进行合理控制，以减小励磁涌流的影响。
4. 对变压器进行定期的检测和维护，及时发现和处理励磁涌流带来的问题。
总之，变压器空载合闸时的励磁涌流是一个需要引起重视的问题，只有通过科学合理的手段和措施，才能有效地减小励磁涌流的影响，确保变压器的安全稳定运行。
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。
变压器空载合闸励磁涌流及其抑制措施
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。
三相变压器励磁涌流的特点
三相变压器励磁涌流的特点三相变压器在运行过程中，由于励磁电流的存在，会产生励磁涌流。
励磁涌流是指在三相变压器的初级和次级绕组中，由于励磁电流的瞬时变化引起的瞬态电流。
励磁涌流是一种瞬态现象，它在变压器启动、停止或负载变化时会发生。
励磁涌流的特点主要有以下几个方面：1. 瞬态过程：励磁涌流是变压器启动、停止或负载变化时的瞬态现象。
在这些瞬态过程中，励磁电流会短暂地增大或减小，从而引起励磁涌流。
2. 高峰电流：励磁涌流的峰值电流一般较大，通常是额定励磁电流的2-6倍。
这是因为在变压器启动或停止时，励磁电流的变化速度较快，导致励磁涌流的峰值电流增大。
3. 短暂持续时间：励磁涌流通常只持续几个周期，然后逐渐消失。
这是因为励磁电流的变化速度较快，在经过几个周期后，励磁电流会逐渐趋于稳定，励磁涌流也会逐渐消失。
4. 对电力系统的影响：励磁涌流会引起电力系统中的电压和电流的瞬态变化，从而可能导致系统电压的瞬间下降或电流的瞬间增大。
这对电力系统的稳定运行会产生一定的影响。
为了减小励磁涌流对电力系统的影响，通常采取以下几种措施：1. 采用合适的变压器设计和参数选择，使励磁涌流的峰值电流尽量减小。
例如，可以选择合适的变压器容量和变比，以及使用适当的励磁电抗器。
2. 在电力系统中采取合适的保护措施，如安装合适的保护设备和调整保护参数，以便及时检测和切除异常励磁涌流。
3. 在变压器的绕组中加入阻尼电阻或阻尼回路，以减小励磁涌流的幅值和持续时间。
4. 在电力系统中采用合适的调度和控制策略，如适当调整电力系统的负载和电压，以减小励磁涌流的影响。
励磁涌流是三相变压器在启动、停止或负载变化时的瞬态现象，具有高峰电流、短暂持续时间和对电力系统的影响等特点。
为了减小励磁涌流对电力系统的影响，可以采取合适的变压器设计和参数选择、采取保护措施、加入阻尼电阻或阻尼回路以及调整调度和控制策略等措施。
这些措施可以有效减小励磁涌流的幅值和持续时间，保证电力系统的稳定运行。
励磁涌流
变压器励磁涌流的原因、特点和消除措施• 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。
- 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)。
变压器励磁涌流特点及控制技术
【摘要】本文分析了变压器励磁涌流及其特点，以单相变压器为例，分析了励磁涌流产生的机理，并给出了有效的控制技术。
【关键词】励磁涌流；二次谐波；变压器
1 变压器励磁涌流概念及特点
变压器是交流输电系统中用于电压变换的重要电气设备，是一种依据电磁感应原理制造而成的静止元件。
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。
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°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 励磁涌流产生原因
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。
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。
3 控制技术
对于现场中常用的三相电力变压器，防止变压器励磁涌流引起差动保护的措施主要有以下几类。
3.1 采用速饱和中间变流器
差动保护按照躲开最大不平衡电流进行整定时，带速饱和原理的差动保护能
够减少非周期分量造成的保护误动，如BCH-2型就是一种增强型速饱和中间变流器的差动保护。
这种差动保护的核心部分是带短路线圈的饱和中间变流器和差动电流继电器。
短路线圈的存在使得在具有非周期分量电流时继电器的动作电流大为增加，从而提高了躲避励磁涌流和外部短路时暂态不平衡电流的性能。
采用BCH-2型差动保护要注意短路线圈匝数的确定匝数愈多躲避涌流的性能愈好，但内部短路时继电器的动作延时就长。
对中小型变压器，由于励磁涌流倍数大，内部故障时非周期分量衰减快，对保护动作要求又较低，一般选较大的匝数，而对大型变压器，内部涌流倍数小，非周期分量衰减慢，又要求保护动作快，则应选较小的匝数。
最后选用的抽头是否合适，应经变压器空投试验来确定。
同时，灵敏度检验应按内部短路时最小短路电流来进行。
如不满足要求，则应选带制动特性的差动保护。
与BCH-2型原理相同的还有DCD-2型差动继电器构成的差动保护。
总的来说，带速饱和原理的纵差保护由于动作电流大，灵敏度低，并且在变压器内部故障时，会由于非周期分量的存在而延迟动作，已逐步被淘汰。
3.2 二次谐波制动
依照励磁涌流中含有二次谐波的特点，设计了二次谐波制动的方法，一旦保护检测到差流中含有的二次谐波大于保护整定值，就闭锁保护继电器，防止励磁涌流引起保护动作。
和分别为差流中的基波和二次谐波分量的幅值，为二次谐波制动比。
现场应用时，根据运行经验和空载合闸试验，一般按照躲过各种励磁涌流下，最小的二次谐波含量整定。
一般而言，二次谐波制动比可设为（15%，20%）。
二次谐波制动的差动保护原理简单，调试简便，灵敏度高，在当前变压器纵差保护中应用广泛。
但是，在安装有静止无功补偿装置等电容分量比较大的系统，故障暂态电流中也有较大的二次谐波含量，致使差动保护动作速度受到影响。
若空载合闸前变压器已经存在故障，合闸后故障相为故障电流，非故障相为励磁涌流，采用三相或门制动的方案时，差动保护必将被闭锁。
由于励磁涌流衰减很慢，保护的动作时间可能会长达数百毫秒。
这也是二次谐波制动方法的主要缺点。
3.3 间断角鉴别的方法
前面提到，在最初几个波形中，涌流将出现间断角。
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。
间断角制动的保护整定值一般设为65°。
对于Y/d接线方式的三相变压器，非对称涌流的间断角比较大，间断角闭锁元件能够可靠的动作，并且裕量充足；而对称性涌流的间断角会小于65°。
进一步减小整定值并不是好的方法，因为整定值太小会影响内部故障时的灵敏度和动作速度。
由于对称性涌流的波宽等于120°，而故障电流（正弦波）的波宽为180°，因此在间断角判据的基础上再增加一个反应波宽的辅助判据，在波宽大于140°（有20°的裕量）时也将差动保护闭锁。
间断角原理由于采用按相闭锁的方法，在变压器合闸于内部故障时，能够快速动作。
这一点是比二次谐波制动（三
相或门制动）方法优越的地方。
对于大型变压器，可以同时采用两种原理的纵差动保护，能够起到优势互补，加快内部故障的动作速度。