变压器励磁涌流识别方法
变压器励磁涌流分析
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
变压器励磁涌流的识别方法综述
变 压 器 励 磁 涌 流 的识 别方 法 综 述
张小钒 ，兰生 （福 州大学 电气工程与 自动化 学院 ，福 建 福 州 ３５０１０８）
摘 要 ：变压 器差动 保护 动 作 的正确 率一 直 以来都 受到 励磁 涌流的影 响 ，近年 来 大量 国 内外 继 电保 护 工作者进 行
目前 ，实际现场 的变压器差动保护系统 ，主要采用 以差 动 电流波 形特 性为 依据 的二 次谐波 制 动原理 和 间 断角 原理来 识 别励 磁 涌 流 。并 且 ，由于 二 次谐 波 制 动 原理 因为 算法 简单 ，且易 于在 微机 中实 现 ，所 以应 用得 最为 广泛 ，已具 有 多 年 的现 场 运 行 经 验 Ｊ。此 外 ，利 用变压器 电流量判别励磁涌流的方法还有波形对称原 理 Ｊ、积分 型波 形对 称 原理 ｊ、半 波叠 加 制 动原理 、 波形 正 弦度 特 征 判 别 法 ｊ、波 形 相 似原 理 ＂ 、波 形 相 关性 分析 法 Ｊ、波 形 拟合 法 Ｊ、虚 拟 三次 谐 波 原 理
变压器差动保护作为变压器的主保护 ，一直受到 励磁涌流问题 的困扰 ，在 ２００２—２００６年间 ，２２０ｋＶ及 以上变压器保护的正确动作率仅为 ８１．９１２％，远不如 １００ＭＷ 及 以 上 发 电机 保 护 的 ９８．４７６％ 。 因此 ，必
须 提 高变压 器 纵差保 护 动作 的正确 率 。 近年来 ，国 内外 继 电 器保 护 工 作 者 进行 了大 量 研
２
《电气开关》（２０１６．Ｎｏ．３）
和峰一峰问距判别法 等。利用变压器电压量判别 励 磁 涌 流的 方法有 低 电压制 动原 理和 谐波 电压 制 动原 理 。综合 利 用变 压器 电流量 和 电压量 判别 励磁 涌流 的 方 法有 功率 差动 原理 和 基 于变 压 器 模 型法 （包 括 基 于 等 效 瞬时漏 电感 和基 于等值 回路方 程等 ）。
答辩变压器励磁涌流及其识别方法
励磁涌流研究展望
01
跨学科交叉融合
将数学、物理、电力电子、人工智能等多个学科的理论和方法结合起来，
形成多学科交叉的研究体系，以解决励磁涌流识别中的难题。
02
智能化技术应用
利用大数据、云计算、机器学习等智能化技术，构建更加智能化的励磁
问题分析
通过对该案例的深入分析，发现 励磁涌流是由于变压器铁芯的饱 和程度不均所致。
解决方案
针对该问题，设计了一种新型的 变压器结构，采用分段绕组和特 殊铁芯材料，有效抑制了励磁涌 流的发生。
某新型变压器的励磁涌流识别技术应用
案例概述
01
某新型变压器在投入运行后，需要对其励磁涌流进行实时监测
和识别。
基于神经网络的识别方法
总结词
利用神经网络对变压器电流信号进行模式识别，实现涌流的自动识别。
详细描述
基于神经网络的识别方法利用神经网络强大的非线性映射能力和自学习能力，对变压器电流信号进行 模式识别，实现涌流的自动识别。该方法能够克服传统方法的局限性和主观性，具有较高的识别准确 率。但训练神经网络需要大量样本数据，且训练时间较长。
励磁涌流研究现状
励磁涌流产生机理研究
深入探讨励磁涌流的产生机理，研究其与变 压器绕组匝间电压、铁芯饱和程度等因素的 关系。
励磁涌流特征提取方法研究
通过提取励磁涌流的波形特征、频谱特征等，建立 有效的识别模型，提高励磁涌流的识别准确率。
励磁涌流抑制技术研究
研究各种励磁涌流抑制技术，如并联电阻、 串联电容等，以减小励磁涌流对变压器及电 网的影响。
基于频域分析的识别方法
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。
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
变压器差动保护及励磁涌流识别
变压器差动保护及励磁涌流识别摘要：变压器是电网中的核心元件之一，并且在电网中起到关键作用。
当变压器在运行中发生故障或出现不正常运行状态时，应该及时将其从电力系统中切除，以保证电力系统的正常运行和供电可靠性。
根据相关规范，变压器在投运前应装设多种不同类型的继电保护装置，本文的大致内容如下：首先，介绍与研究了变压器纵差保护的背景和意义，对纵差保护中的重难点作了理论分析；其次，研究分析了变压器纵差保护的基本原理、励磁涌流的特点以及几种在实际中经常用到的辨识励磁涌流的判据。
关键词：变压器差动保护；励磁涌流识别1变压器纵差保护原理变压器是电网中的核心元件之一，并且在电网中起到关键作用。
当变压器在运行中发生故障或出现不正常运行状态时，应该及时将其从电力系统中切除，以保证电力系统的正常运行和供电可靠性。
根据相关规范，变压器在投运前应装设多种不同类型的继电保护装置，本文主要研究变压器的纵差保护。
由基尔霍夫提出的第一定律是变压器纵联差动保护的理论基础，与传输线路的纵差保护相比，变压器的差动保护有其自身的特点。
下图是变压器纵差保护的原理图。
用两个电流互感器分别串入变压器的一二次侧，并将串在一次侧和二次侧的电流互感器的同极性相联，同时各引出一条线与差动电流继电器KD相连，把流经变压器的电流方向规定为正方向，即图中的I1和I2的流向。
流入差动电流继电器的不平衡电流是变压器差动保护中重要的特征参数之一，导致变压器两侧出现不平衡电流的因素有很多，比如:变压器各侧绕组联结方式、电流互感器的电流计算比与实际比、两侧电流互感器的励磁特性等的不同以及运行中变压器调压分接头位置的改变、励磁涌流等。
其中，由励磁涌流造成的不平衡电流对变压器差动保护的影响最严重，因此，要了解励磁涌流的特征。
2变压器微机继电保护2.1微机保护判据变压器纵差保护要符合下面的三个基本条件：若变压器发生内部短路故障，应快速跳闸。
如果变压器发生外部故障时，应保证不误动。
基于小波能量的变压器励磁涌流识别方法
从励磁 涌流 与 故 障 电流 产 生 的机 理 以及提 高 换 定义 为 ：
运算 效率 的角度 考虑 ，应 用 小 波分 析 理论 ，通 过
小波 变换捕 捉 信 号 在各 频 带 的暂 态 特 征 ，根据 电
流各 次谐 波能 量 分 布情 况 的不 同 ，提 出 了一种 基 于小 波能量 变 化 的鉴 别 励 磁 涌 流 的 方 法 ，拓 宽 了 变压 器继 电保 护的新 思路 。
第２ ６卷 第 ８期 ２１ ００年 ８月
电
力
科
学
与
工
程
Ｖｏ． ６． ｏ ８ １２ Ｎ ．
Ａｕ ．２ ０ ｇ ， ０１
Ｅ ｅ ｔｉ ｏ ｒ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌ ｃ ｒｃ Ｐ ｗｅ ｃ ｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
基 于 小 波 能 量 的 变 压 器 励 磁 涌 流 识 别 方 法
王 晓种 ，李 春 明
（ 内蒙古工业大学 电力学 院，内蒙古 呼和浩特 ００ ６ ） １０ ２
摘 要 ：提 出 了一 种 基 于小 波 能 量 变化 实现 励 磁 涌流 判 别 的 新 方 法 。 由于 励磁 涌流 和 内部 故 障 电 流 产 生 的 机 理 不 同 ， 因此 其 能 量 分 布 是 不 同 的 。 小波 变换 能 够 准 确 捕 捉 暂 态 信 号 的 特 征 ，且 小 波 能 量 能 够 反 映 信
（ ，）＝ ｔ ， （） ０ｂ ） ｔ）＝
的小 波变换 作 为 Ｆｕｉ 变换 的深 入 ，不但 广 泛应 ｏｒｒ ｅ
用 于通讯 系统 以及 图像 处 理 中 ，而 且 也 逐 渐应 用
老 蛎 （
Ｄ Ｔｊ ） ｆ （ ｄ＝ Ｗ （ｋ ＝Ｊ ） ｔ ， ）
技能培训 变压器励磁涌流及鉴别方法(一)
技能培训变压器励磁涌流及鉴别方法(一)技能培训：变压器励磁涌流及鉴别方法变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，在电力系统的输变电站中扮演着至关重要的角色。
然而，在变压器的使用过程中，会出现一些常见问题，其中之一就是励磁涌流引起的问题。
本文将为你介绍变压器励磁涌流及其鉴别方法的相关知识。
一、什么是励磁涌流？当变压器初次通电时，由于铁芯的饱和和交变磁场的作用，会引起一个短暂的过流现象，称为励磁涌流。
这种过流一般在几十次谐波周期内消失，不会对设备造成太大的损坏，但如果励磁涌流过大、过久，就会对变压器产生重大影响。
二、励磁涌流的危害1. 涌流产生的电磁力会使得变压器的绕组发生振动，造成噪声和机械损坏。
2. 涌流会产生磁场作用力，使得铁芯受力变形，从而损坏绝缘垫片，影响变压器的绝缘性能。
3. 励磁涌流给系统带来较大的瞬时负荷，短时间内会导致系统电压骤降，影响设备的稳定性。
三、励磁涌流的鉴别方法了解了励磁涌流的危害之后，如何鉴别变压器是否存在励磁涌流问题呢？下面介绍几种常用的鉴别方法：1. 观察熔断器：在变压器通电时，如果变压器绕组与电源侧相接直接短路，则可观察熔断器的跳闸情况来判断是否存在励磁涌流。
2. 测量励磁电流：用电流表或电压表测量变压器励磁电流，若励磁电流的波形不是正弦波、存在较高的谐波成分，则说明可能存在励磁涌流问题。
3. 观测外部指示器：现代变压器通常都带有励磁涌流指示器，当变压器存在励磁涌流时，指示器会发出警报。
四、防止励磁涌流的方法如果发现变压器存在励磁涌流问题，需要采取相应的防范措施。
以下是几种可行的方法：1. 增大二次侧短路阻抗：在变压器二次侧增加一定的阻抗来减小励磁涌流。
2. 加装调节阻抗：在变压器一次侧加装调节阻抗，通过调节阻抗的大小及相位，来抵消励磁涌流。
3. 采用新型变压器：一些新型变压器通过优化设计来降低励磁涌流问题，如三脚铁心变压器等。
总之，在变压器使用过程中，励磁涌流问题需要引起我们的高度重视。
利用波形曲率识别变压器励磁涌流的新方法
做 了分析 。 文献 ［ ～ ５ 研究 了基 于小 波分析 、 ２ ］ 数学 形态 学原 理提取 电流 波形 特 征 和 利用 数 学 形 态学
实 现 ＴＡ 饱 和 检 测 防 止 误 动 的 变 压 器 保 护 新 方 法 。
方法。
文献 Ｅ ｉ对 积分 型波形 对称 法 、 ｌ 电流 导数 波形
对称 法及 波形相 关 法 的灵敏 性 和 可 靠 性 的优 缺 点
来 判别 变压器 是否 含有励 磁 涌流 的新方法 。 文献 ［ ９
～
１ ］利用励 磁 涌 流 的波 形在 一 个 周 期 内前 半 周 ０
收 稿 Ｅ期 ：０ ９０ ～ ７ 修 回 日期 ：０ ９ １— ０ ｌ ２ ０— ７ ０ ； 。 文献 ［ １ １］在 文献Ｅ ］的 ９
基础上 ， 通过 改进 的最大面 积法重 组一周 波数 据窗
内 的采样 信号 ， 比较 其前后 半周 波波形 的相关 性来
础 上 ， 出一 种新 的 变 压器 保 护 方 案 ， 方 法 不 受 对 称 性 涌 流 的影 响 。大 量 仿 真 试 验 结 果 表 明 ： 方 法 能 快 提 该 该
速 、 靠 地识 别励 磁 涌 流 ， 使 在 电流 互 感 器 （ Ｔ） 和 的 情 况 下 也 有 很 好 的稳 定性 。 可 即 ｃ 饱
・
９ ・ ４
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
第 ２ ２卷
期 与后半周 期存在 不 对 称 ， 变 压 器 内部 故 障 时 ， 而 故 障电流一 个周期 波形 的 前半 周 期 与后 半 周 期是 对称 的特征分 别提 出 了波形 自相 关性 和 上 下对 称
变压器励磁涌流的识别方法
变压器励磁涌流的识别方法李蒙;张慧【摘要】电力变压器在空载投入电网或外部故障切除后电压恢复时,由于变压器铁芯磁通的饱和及铁芯材料的非线性特征,会产生相当大的励磁电流,称为励磁涌流。
电力变压器是电力系统中重要的设备,纵差保护作为变压器的主保护之一在识别励磁涌流和内部故障电流时经常出现拒动和误动的现象，因此，正确识别励磁涌流和故障电流仍是变压器差动保护的重要课题之一。
【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2011(000)009【总页数】1页(P72-72)【关键词】电力变压器;励磁涌流;识别方法;内部故障电流;变压器差动保护;非线性特征;变压器铁芯;电压恢复【作者】李蒙;张慧【作者单位】郑州供电公司;郑州供电公司【正文语种】中文【中图分类】TM41电力变压器在空载投入电网或外部故障切除后电压恢复时，由于变压器铁芯磁通的饱和及铁芯材料的非线性特征，会产生相当大的励磁电流，称为励磁涌流。
电力变压器是电力系统中重要的设备，纵差保护作为变压器的主保护之一在识别励磁涌流和内部故障电流时经常出现拒动和误动的现象，因此，正确识别励磁涌流和故障电流仍是变压器差动保护的重要课题之一。
按照判别励磁涌流所用信号特征，目前传统的识别励磁涌流的方法有波形特征识别法和谐波含量识别法。
波形特征识别法就是根据变压器在励磁涌流和内部故障时差流波形所具有的不同特征来区分是内部故障还是励磁涌流的方法。
主要有两种：一种是广为大家所熟悉的间断角原理。
另一种是差动电流峰-峰间距判别法。
1.间断角原理。
由对励磁涌流的分析知，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。
间断角鉴别原理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。
但在用间断角原理来实现微机变压器保护时可能会遇到一些问题。
分析表明为准确地进行间断角大小的判别，需要较高的采样率，这样留给微机的故障处理时间就极其有限。
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。
变压器励磁涌流鉴别方法
变压器励磁涌流鉴别方法
首先是基于电压波形的方法。
当变压器初级线圈接通电源时，会在次级线圈产生电压波形，如果波形幅值较大并且持续时间较短，则可能是励磁涌流造成的。
可以使用示波器或电压记录仪来采集波形，观察波形的幅值、频率和持续时间，从而判断是否存在励磁涌流。
其次是基于电流波形的方法。
变压器励磁涌流会导致次级线圈的电流产生波动，如果电流波形出现高峰或突变，则可能是励磁涌流引起的。
可以使用电流记录仪来采集波形，观察波形的幅值、频率和变化趋势，进而判断是否存在励磁涌流。
第三种方法是基于音频频谱分析的方法。
变压器励磁涌流会产生较高频率的声音，可以使用声音记录仪或谱仪来采集声音信号，通过对信号进行频谱分析，可以找到励磁涌流的频率分布，从而准确判断是否存在励磁涌流。
最后一种方法是利用变压器油中溶解气体分析的方法。
变压器励磁涌流会导致油中溶解气体的产生和积累，可以通过对油样进行采样，并使用气体色谱仪来分析油中气体的种类、含量和变化趋势，从而判断是否存在励磁涌流。
综上所述，变压器励磁涌流鉴别方法有基于电压波形、电流波形、音频频谱和变压器油中溶解气体分析等。
可以根据实际情况选择适合的方法进行鉴别，并及时采取相应的措施来解决励磁涌流问题，保证电力系统的安全稳定运行。
电力变压器内部励磁涌流判别方法的新进展
３ 磁 通 特 性 判 别法 、
该 方 法 利用 励 磁 涌流 和 内部 故 障 电 流不 同 的 波形 特征 作 为 变 的 ． 当 励 磁 涌 流 时 则 是 急 剧 变 化 的 特 性 来 区 分 励 磁 涌 而 区别 的 依 据 。 主要 有 二 次 谐 波 制 动 原 理 、 断 角 特 征 原 理 、 样 间 采 值 差 动 原 理 、波 形 对 称原 理 和 尖顶 波特 征原 理及 波形 正度 特征 原理…等。 ２１ 次 谐 波制 动 原 理 ．二 此 原 理 是 计 算 差 动 电流 中 的 二 次 谐 波 分 量 与 基 波 的 比 值 ． 并 据 此设 定 制 动 比。若 比值 大 于 此制 动 比 ． 保 护 动作 。 目前 国 则 内外 实 际投 入 运 行 的 变压 器 保 护 大都 采 用 该 原 理 。但 是 ， 用 二 采 次 谐 波 制动 原 理 的 变 压器 保 护 ． 在 着 以下 ３个 问 题 ： 存 是 励 磁 涌 流 是 暂态 电 流 ．不 适合 用傅 里 叶 级 数 的 周 期 延 拓 分 析 方法 。 二 是对 于不 同的应 用 环 境 很 难 选择 适 当的 制动 比 三是现代 变压器涌流时 ， 次谐波含 量低 ． 易导致 误动 ： 二 容 而 大 容 量 变 压器 、 距 离 输 电 的 发 展 ． 得 暂 态 电 流 中 的二 次谐 远 使 波 含 量 增 大 。 易 导致 拒 动 。 容 ２２间断 角 特征 原 理 ． 由于 涌 流 波 形 有 较 大 间 断 角 ．此 原 理 通 过 检 测 差 动 电 流 间 断角 的大 小 来 鉴 别 励磁 涌 流 与故 障 电 流 此 原理 的模 拟 式 保 护 装 置 已经 投 人 应 用 ． 是 采 用 间 断 角 原 理 的 变 压 器 保 护 ， 在 着 但 存 以下 ２个 问题 ： 问 题 一 。 于 电 流互 感 器 发生 饱 和 ， 间 断 角发 生 变 形 。 由 使 问题 二 ．用 微 机 实 现 时 要 求 较 高 的 计算 速 度 和 高 分 辨 率 的 转 换 芯 片 。 致 硬件 成 本 升 高 。 导
浅谈变压器励磁涌流识别方法的原理及展望
中国新技术新产 品
一４ — ｈａ ｅＴ ｈ ｌｉ ｎＰｄ ｔ ｉ ｃ ｏｇｓ ｄ ｒｕｓ ｃ
浅谈变压器励磁涌流识别方法的原理及展望
涂惠 香
（ 尔滨 变压器有限责任公司， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ７ ） ５０ ０
摘 要： 变压 器是 电力 系统 中极 其 重要 的 电气设备 ， 变压 器保 护对 于提 高 电力 系统运行 的稳 定性 、 安全 性具 有重要 的 意义 。差动保 护 是 变压 器的 主保 护 。 当前 变压 器差动 保 护 中最 关键 和 最 困难的 问题 仍 然是如 何 防止励 磁 涌流所 导致 的误动 作 。 文主要 综述 了变压 本 器励 磁 涌流 判 别方 法 ， 对其进 行 了比较 分 析 。 并
变压 器 内部 故障 时能迅速跳 闸； 一定 的过 具备 励磁 能力 。但 是 ， 机保护 实现 间断角 原理 用微 有 以下难 点 ： 励 磁涌 流在 变压 器一 次侧 有 明显 的 间断 角， 由于 受到 Ｃ 饱 和 的影 响进 入差 动继 电器 Ｔ 的二 次涌流 已大大丧 失这种 特性 ， 用起来 将 利 增加 装置 的复杂性 。 测量 间断角 需要很 高的采样 率 ， 这对计 算 机硬 件又提 出 了更 高的要求 。 由于 以上 原 因使得 该 原理 在实 际 变压 器 微机 保护 的应 用 中受 到 限制 ， 效果并 不是 很理 想， 而且 硬件 复杂 和成 本较 高 ， 实用 化过 程 在 中要 着进一 步经济技 术分析 和现场 考验 。 ２ ． ２二次谐 波制动原 理 在变 压器 励磁 涌 流 中含有 较 大 的偶次 谐 波分 量 ， 中二次 谐波 分量 最 大 ： 电流信 号 其 当 中二 次谐波 的含量超 过阈值 ， 即判断是 励磁 涌 流 。该原 理不 仅在 常 规保 护 中有较 多 运行 经 验， 而且： 机保 护 中容易 实 现 ， 在 国 内外 微 故 变压 器实 际投 入运行 中得 到广泛 的应用 。 原 但 理有 以下缺 陷 ： 由于 采用“ ” 或 门制动 ， 因此会 出现故 障变 压器 空投时 ，非故障相 闭锁 故障相 的现 象 ， 导 致变压 器保护 延时动 作 。 由于变压 器合 闸 的时 间 ， 变压器 剩磁等 不 确定 因素对励 磁涌流 的影 响 ， 很难选 择合适 的
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。
变压器励磁涌流识别方法及间断角原理应用
3科技资讯科技资讯S I N &T NOLO GY I NFORM TI ON 2008N O.12SC I ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 工程技术在变压器运行时励磁涌流和过励磁电流会在差动回路中造成很大不平衡电流,必须采用专门环节予以识别以对纵差保护进行制动,如该环节不能及时检测出涌流将直接导致保护误动。
另一方面,涌流与过励磁检测元件将故障电流误判为涌流,将导致保护拒动,如不能及时识别故障电流,则影响纵差保护的动作速度。
因此能否正确、快速识别涌流与过励磁电流对纵差保护影响极大。
目前,我国要求220KV 及以上变压器要求装设两套不同原理的纵差保护,而不同原理主要体现在识别涌流的原理不同。
1涌流与过励磁环节对保护速动性和灵敏性的影响根据变压器纵差保护的构成图,数字纵差保护判别内部故障的流程框图如图1所示。
造成比率制动环节动作的因素有两个:①变压器发生区内故障；②因变压器铁芯饱和而出现励磁涌流或过励磁电流。
为防止后者造成误动,纵差保护采用了涌流检测环节与过励磁检测环节,以对后者进行制动。
显然在发生内部故障情况下,保护能否快速出口,取决于比率制动、涌流识别和过励磁识别3个环节的动作速度。
图1数字纵差保护判别故障的流程框图第一环节计算量小,对内部故障反应速度一般很快(对有些小电流故障可能有灵敏度不足的问题)。
第二环节由于未知因素很多,将涌流波形与故障波形快速区别开来有一定难度,因此,该环节是制约纵差保护快速动作的主要因素,因此出现了数十种识别励磁涌流的方法。
第三个环节主要应用于超高压变压器,超高压变压器为节约材料成本,其工作磁密与饱和磁密之比较高,当系统出现过电压时,变压器会出现过励磁,引起励磁电流增大。
过励磁电流波形特征与励磁涌流波形不完全一致,其波形是对称的。
有些识别涌流的方法也能识别过励磁电流,但也有一些识别涌流的方法不能识别过励磁电流(如二次谐波方法)。
区分变压器涌流和内部故障引起的差动保护误动可以依据什么？
区分变压器涌流和内部故障引起的差动保护误动可以依据什么？实例证明，不论是变压器涌流还是内部故障，都可能导致差动保护误动，给变压器及其系统带来损害。
接着一起来看看可以依据什么区分变压器涌流和内部故障，更好的避免差动保护误动。
一、二次谐波制动原理由于变压器在投入时产生的励磁涌流中含有大量二次谐波，因此通过检测二次谐波的含量可以判断是否为励磁涌流。
二、间断角原理通过检测电流波形的间断角可以区分。
励磁涌流通常具有较大的间断角，而内部故障电流则相对连续。
三、分析差动电流的特征变压器涌流通常具有较大的二次谐波成分，而内部故障时的差动电流则以基波为主。
因此，可以通过检测差动电流中的二次谐波含量来判断是否为涌流。
四、观察波形特征涌流的波形通常呈现出特定的形态，如存在明显的峰值和不对称性，而内部故障引起的差动电流则波形较为规则。
五、持续时间涌流一般在变压器合闸后的短时间内出现，并迅速衰减。
而内部故障导致的差动电流则会持续存在，直到故障被切除。
六、采用高性能差动保护装置高性能的保护装置能够更准确地区分励磁涌流和内部故障电流，避免误动作。
七、进行数字仿真通过理论分析和数字仿真研究不同判据的实际动作性能，可以帮助识别涌流和内部故障的区别。
以上七种方法可以有效地区分变压器涌流和内部故障，帮助减少差动保护的误动作，确保电力系统的安全运行。
在实际操作中，需要根据具体情况选择合适的方法和设备，以实现最佳的保护效果。
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，欢迎留言安徽正广电。
希望能够带给大家帮助，期待我们下期再见!。
变压器励磁涌流鉴别方法
变压器励磁涌流鉴别方法
一般来说，变压器励磁涌流鉴别方法包括以下几个方面：
1、直读法：它是一种安全、可靠的变压器励磁涌流鉴别方法，通过
设置三相安全接地电阻(为了防止安全接地电阻的过载)，三相安全接地电
阻的接入方式如下：在变压器的空载低压侧的三相电压分别采用变化电压
测量方法，将电压测量的到三相的基波值最大值和最小值分别接到三相安
全接地电阻的两端。
2、电压波形观测法：在低压侧的三相电压电流采用电压波形观测法，动态观察变压器在励磁涌流时是否会出现波形异常变化，如峰值出现变化等，从而对变压器是否伴随励磁涌流进行快速检测。
3、电流波形观测法：此方法与电压波形观测法类似，不同的是，采
用电流波形观测法，对变压器的涌流进行观察时，需要将变压器的低压侧
安全接地电阻引入到原点，以及将变压器的三相电流用采样器进行采样，
根据波形的变化判断变压器是否伴随励磁涌流。
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浅谈变压器励磁涌流的识别方法
【摘要】电力变压器运行条件复杂，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。
本文总结归纳了励磁涌流的常见和一些新型的识别方法，以供查询和阅读。
【关键词】变压器励磁涌流识别方法
1 励磁涌流的识别方法发展现状
变压器差动保护的中心问题是如何鉴别励磁涌流和内部故障电流，变压器励磁涌流对电网的危害很大，要想减小或消除励磁涌流所带来的危害，必须先要正确识别励磁涌流。
围绕电力变压器励磁涌流的判别，先后涌现出许多方法[1]，主要有电流波形特征识别方法、磁通特性识别法、等值电路参数识别法等。
常见的主要方法有：（1）基于二次谐波含量的识别方法；（2）基于间断角的识别方法；（3）基于波形对称特征的识别方法；（4）基于磁通特性的识别方法；（5）基于等值电路参数识别法。
2 变压器励磁涌流识别新方法
2.1 基于小波变换的方法
小波变换在时、频两域都具有表征信号局部特征的能力，非常适合于非平稳信号的分析，克服了傅里叶变换只能适应稳态或准稳态信号分析、时域完全无局部性的缺点，可以准确地提取信号的特征。
目前，小波变换在判别励磁涌流与内部故障电流方面的应用，主要
集中与高次谐波监测和奇异点监测。
实际上，两者都是间断角原理的一种推广，高频检测反映的是差流状态突变产生的高次谐波，高频细节出现的位置对应于变压器饱和、退饱和时刻或故障发生时刻。
若差流的高频细节突变周期出现，则为励磁涌流；若出现一次后便很快衰减为0，则为内部故障。
奇异点检测利用了小波变换模极大值原理，检测的是差流状态突变而产生的第2类间断点，奇异点与涌流间断角相对应。
2.2 基于变压器回路方程的识别方法
变压器在正常运行、励磁涌流、过励磁或外部短路时，绕组漏感和电阻为恒定不变的常值，而在内部故障时却要发生变化。
基于此特性，可将绕组漏感和电阻是否发生变化作为区分变压器内部故障的判据。
该方法完全摆脱了励磁涌流和过励磁电流的困扰，实现了与差动保护迥然不同的变压器主保护，构思新颖，原理简明。
但实践中存在如下困难：变压器原、副边绕组漏电感极难准确获得，目前尚无可行的测取方法，导致整定困难。
2.3 差有功法
差有功法的基本原理是：正常运行时变压器消耗有功非常小（铜损耗和铁损耗之和小于变压器容量的1%），励磁涌流时由于绕组存储磁能，第1个周期流入变压器的有功较大，但是第2个周期之后，尽管涌流时铁损耗和铜损耗都有所增加，变压器消耗的有功却非常小；然而当变压器绝缘损坏时，电弧放电发热将消耗大量的有功。
所以，通过检测变压器消耗有功的大小，即差有功，可判别变压器是否发生内部故障。
差有功法从物理机理出发综合考虑电压、电流信息，是一种全新的主保护方案。
然而，该方法仍无法回避励磁涌流带来的不利影响，首先需要避开涌流时变压器第1周期的充电过程，结果导致判别延时；其次，由于涌流时铜损耗很难精确计算，铁损耗增加，不容易整定。
而且，变压器外部故障时由于变压器流过较大的穿越电流，使变压器消耗较大的有功，其对差有功法的影响也不容忽视。
2.4 基于模糊逻辑的多判据法
文献[2]在分析了大量的变压器保护方法的基础上，采用二次谐波、磁通饱和程度、电压高低、电流波形的对称程度等判据，利用模糊模式识别方法提出了一种多判据方法。
该方法基于对现有励磁涌流识别算法的认识，借助模糊逻辑隶属度和权重的概念，综合了各判据的优点，使各判据之间取长补短。
该方法弥补了严格依照精确定量判别涌流的不足，避免了“一票否决”，真正做到了“集思广益”，体现了智能化特点。
该方法只是变压器励磁涌流识别中的一个新探索，目前有很多问题难以解决，如模糊逻辑中隶属函数与权重应当如何选择？这个问题的回答建立在原有认识的基础上，而且需要技术人员对问题有较深入的认识。
所以，该方法仍需要科研工作者进行深入而细致的研究。
2.5 基于励磁涌流识别元件的方法
速饱和中间变流器由于在纵联差动保护中使用时动作电流大、灵敏度低，并且在变压器内部故障时，会因非周期分量的存在而延缓保护的动作，已逐渐被淘汰。
文献[3]提出了一种变压器新型励磁涌流识别元件，合理地利用涌流的多重特征，基于专门用于励磁涌流识别的虚拟差流，利用励磁涌流波形谐波、间断、励磁涌流的尖顶波和波形上升、下降处边沿斜率大的特征，通过综合波形谐波、波形间断判据实现按相制动，构成涌流闭锁元件，在变压器保护双重化的条件下，更准确地区分励磁涌流和故障电流，提高差动保护的可靠性和快速性。
该文献提出的励磁涌流识别元件主要有2个特点：一是利用波形综合分析法识别励磁涌流；二是为提高涌流识别的准确性，利用在差流中增加零序电流分量的方法，合成专门用于励磁涌流识别的虚拟差流。
2.6 基于虚拟磁通的识别方法[4]
在定义虚拟磁通的基础上，根据在发生励磁涌流和发生内部短路故障情况下，虚拟磁通对于差电流的曲线在中心对称性上具有明显的区别，提出了一种基于计算虚拟磁通的识别励磁涌流和内部故障的方法。
虚拟磁通只需要根据绕组端电压测量值就可以容易计算，虚拟磁通与差动电流的关系曲线的中心对称性特征只需要1～2个工频周期就可以准确判断。
3 结语
通过以上的介绍和分析可以发现，为满足电力系统不断发展的要求，近十多年来国内外学者对变压器保护的原理从各方面进行了深
入的研究和实验，提出了许多不同的方案。
当前存在的励磁涌流与内部故障判别方法虽然种类繁多，但都不够完善，不能完全满足电力变压器继电保护的要求；而原来已用于实际的一些方法随着电力系统的发展，也面临着新的考验。
因此，还需要加速研发更新、更全面的判据。
参考文献：
[1]葛宝明，王祥珩，苏鹏声等.电力变压器的励磁涌流及其发展方向[j].电力系统自动化，2003，27（22）：1-5，30.
[2]王增平，高中德，张举等.模糊理论在变压器保护中的应用[j].电力系统自动化，1998，22（2）：13-16，45.
[3]潘书燕，郑玉平，吴崇昊等.变压器新型励磁涌流识别元件[j].电力系统自动化，2011，35（19）：63-67.
[4]李富强，刘秀成，李东霞等.基于虚拟磁通与差动电流特性识别变压器励磁涌流[j].电力系统自动化，2008，28（23）：45-49.。