变压器励磁涌流发生机理及按捺办法讨论 本文关键词：涌流，按捺，机理，变压器，发生
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变压器励磁涌流发生机理及按捺办法讨论
摘要：变压器作为沟通电力体系重要的电气设备，其正常运转直接关系着体系的安全。差动维护作为变压器主维护，励磁涌流是影响其正确动作与否的关键因素之一。文章剖析了变压器励磁涌流及其特色，以单相变压器为例，剖析了励磁涌流发生的机理，并给出了常见的按捺办法。
关键字：变压器
励磁涌流
二次谐波
连续角
1、变压器励磁涌流及特色
变压器是一种依据电磁感应原理制作而成的停止元件，是沟通输电体系中用于电压改换的重要电气设备。当合上断路器给变压器充电时，有时候，可以观察到变压器电流表的指针有很大摇摆，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。
总的来说，变压器励磁涌流有以下几个特色：榜首，波形呈现尖顶形状，标明其间富含适当成分的非周期重量和高次谐波重量，其间高次谐波以二次和三次为主，而且，跟着时辰推移，某一相二次谐波含量可以超越基波重量的一半以上。第二，励磁涌流幅值与变压器空载投入的电压初相角直接关联。关于单相变压器来说，当电压过零点投入时，励磁涌流幅值最大。因为三相变压器各相间有120度相位差，所以涌流也不尽一样。第三，在开始几个波形中，涌流将呈现连续角。第四，涌流衰减的时辰常数与变压器阻抗、容量和铁心资料等都关联。
2、励磁涌流发生机理
变压器励磁涌流是由变压器铁心饱满导致的。在铁心不饱满时，铁心磁化曲线的斜率很大，励磁电流近似为零；一旦铁心呈现饱满，磁化曲线斜率变小，电流跟着磁通线性添加，结尾演变为励磁涌流。
下面以单相变压器空载合闸为例剖析励磁涌流发生机理。设变压器在时辰t=0时合闸，则施加于变压器上的电压为：
（1）
又，变压器电压与磁通间的关系为：
（2）
故：
（3）
式（3）中榜首式为稳态磁通，后两式为暂态磁通，为铁心剩磁，与合闸时辰的电压关联。
计及本钱和技术，现代常用的电力变压器饱满磁通通常设为1.15～1.4，而变压器运转电压通常不该超越额外电压的10%。因而，变压器稳态正常运转时，磁通不会超越饱满磁通，铁心也不会饱满。但在暂态过程中，如变压器空载合闸时，因为剩磁的效果，运转磁通就有可以大于饱满磁通，然后形成变压器饱满。例如，最严峻的是电压过零时辰，合闸，假若此刻铁心的剩磁，非周期磁通为经过半个周期后，磁通到达，将远大于饱满磁通，形成变压器严峻饱满。3、按捺办法
关于现场中常用的三相电力变压器，避免变压器励磁涌流导致差动维护的办法首要有以下几类。
3.1
选用速饱满中心变流器
差动维护依照躲开最大不平衡电流进行整守时，带速饱满原理的差动维护可以削减非周期重量形成的维护误动，如BCH-2型即是一种增强型速饱满中心变流器的差动维护。这种差动维护的中心有些是带短路线圈的饱满中心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重量电流时继电器的动作电流大为添加，然后提高了逃避励磁涌流和外部短路时暂态不平衡电流的功能。选用BCH-2型差动维护要注意短路线圈匝数的断定匝数愈多逃避涌流的功能愈好，但内部短路时继电器的动作延时就长。对中小型变压器，因为励磁涌流倍数大，内部毛病时非周期重量衰减快，对维护动作需求又较低，通常选较大的匝数，而对大型变压器，内部涌流倍数小，非周期重量衰减慢，又需求维护动作快，则应选较小的匝数。最终选用的抽头是不是适宜，应经变压器空投实验来断定。一起，灵敏度查验应按内部短路时最小短路电流来进行。如不满足需求，则应选带制动特性的差动维护。与BCH-2型原理一样的还有DCD-2型差动继电器构成的差动维护。
总的来说，带速饱满原理的纵差维护因为动作电流大，灵敏度低，而且在变压器内部毛病时，会因为非周期重量的存在而推迟动作，已逐渐被筛选。
3.2
二次谐波制动
依照励磁涌流中富含二次谐波的特色，描绘了二次谐波制动的办法，一旦维护检测到差流中富含的二次谐波大于维护整定值，就闭锁维护继电器，避免励磁涌流导致维护动作。二次谐波制动的动作判据可写为：
（4）
其间，和分别为差流中的基波和二次谐波重量的幅值，为二次谐波制动比。现场使用时，依据运转经历和空载合闸实验，通常依照躲过各种励磁涌流下，最小的二次谐波含量整定。通常而言，二次谐波制动比可设为（15%，20%）。
二次谐波制动的差动维护原理简略，调试简洁，灵敏度高，在当时变压器纵差维护中使用广泛。可是，在设备有停止无功抵偿设备等电容重量比较大的体系，毛病暂态电流中也有较大的二次谐波含量，致使差动维护动作速度受到影响。若空载合闸前变压器现已存在毛病，合闸后毛病相为毛病电流，非毛病相为励磁涌流，选用三相或门制动的计划时，差动维护必将被闭锁。因为励磁涌流衰减很慢，维护的动作时辰可以会长达数百毫秒。这也是二次谐波制动办法的首要缺陷。
3.3
连续角辨别的办法
前面说到，在开始几个波形中，涌流将呈现连续角。而变压器内部毛病时流入差动继电器的稳态差电流是正弦波，不会呈现连续角。连续角辨别的办法即是使用这个特征辨别励磁涌流和毛病电流，即经过检测差电流波形是不是存在连续角，当连续角大于整定值时将差动维护闭锁。连续角制动的维护整定值通常设为65°。关于Y/d接线办法的三相变压器，非对称涌流的连续角比较大，连续角闭锁元件可以牢靠的动作，而且裕量足够；而对称性涌流的连续角会小于65°。进一步减小整定值并不是好的办法，因为整定值太小会影响内部毛病时的灵敏度和动作速度。因为对称性涌流的波宽等于120°，而毛病电流（正弦波）的波宽为180°，因而在连续角判据的基础上再添加一个反响波宽的辅佐判据，在波宽大于140°（有20°的裕量）时也将差动维护闭锁。连续角原理因为选用按相闭锁的办法，在变压器合闸于内部毛病时，可以疾速动作。这一点是比二次谐波制动（三相或门制动）办法优胜的当地。关于大型变压器，可以一起选用两种原理的纵差动维护，可以起到优势互补，加速内部毛病的动作速度，不失为一种好的装备计划。