变压器励磁涌流原理

变压器空投励磁涌流产生的原因

当变压器空载合闸时会产生励磁涌流，设系统电压

)sin(211a wt U u +=

由dt

d N u

e Φ

-==1

1得： 在合闸瞬间在变压器铁芯中产生的磁通：

)]

cos([cos a wt a m +-Φ=Φ，

其中1

1

2wN U m =

Φ 1）2

,0π

=

=a t 时合闸：

wt m sin Φ=Φ，马上进入稳态运行，没有励磁涌流。

2）0,0==a t 时合闸：

'''cos ]cos 1[Φ+Φ=Φ-Φ=-Φ=Φwt wt m m m

从t=0经过半个周期w

t π=

,Φ达最大值，m Φ=Φ2max 。可达稳态量2倍，

此时励磁电流f i 可达额定励磁电流100倍，即：

Nf f i i 0100=

而额定励磁电流约等于额定电流的3%，即： N Nf i i %30=

所以：N f i i 3=。

而这是在变压器没有剩磁的理想情况下推出的结论，如果变压器有剩磁时合闸，励磁涌流会更大，可达10倍额定电流。

当空载合闸时励磁涌流只出现在高压侧，这样会产生很大的差动电流，引起差动保护误动。

励磁涌流原理图

U1

图6-3 变压器励磁涌流的产生机理

t

ϕ

u ϕ

μ

I μ

I φ

(a) 稳态情况下磁通与电压的波形

(b) 在电压为零瞬间合闸时,磁通与电压的波形

(c) 变压器铁芯的磁化曲线

(d) 励磁涌流的波形

励磁涌流识别方法二：波形识别

在RCS-978微机变压器保护中采用的方法是当+>S K S b 且t S S >时开放保护。式中S 是差动电流的全周积分值，在每周采样24次的情况下

∑∑=-=0

23

m m

S I T S 。+S 是相距半周的差动电流瞬时值之和的全周积分值，∑∑∑+=-=-+023

m 12m m S I I T S 。b K 为大于1的常数。

当差动电流中没有励磁涌流而是短路电流且波形是对称的话，相距半周的差动电流瞬时值之和是零，其全周积分值+S 也为零。而差动电流的全周积分值S 很大，满足+>S K S b 条件可以开放保护。当差动电流中有励磁涌流时，波形是不对称的，相距半周的差动电流瞬时值之和很大，其全周积分值+S 也很大。尽管差动电流的全周积分值S 也很大，但仍不能满足+>S K S b 的条件从而将保护闭锁。加t S S >的条件是为了在正常运行时不开放纵差保护。因为正常运行时差动电流很小近似为零。所以S 和+S 也都近似为零可能能满足+>S K S b 条件。所以另加t S S >条件。式中t S 是门槛值，d e t I I .S α+=10。其中e I .10为固定门槛，e I 是TA 二次额定电流。d I α为浮动门槛，d I 是差动电流的全周积分值。正常运行时S 很小不能满足本条件。