引言 1励磁涌流产生的原因 新投入运行的变压器,除按交接试验标准做一些必 1.1励磁涌流产生的机理 需的试验及保护、二次方面的试验外,在正式投入前,通 以单相变压器为例,说明其空投时励磁涌流产生的 常都要做空载全电压合闸冲击试验。做空载合闸冲击 机理。 试验的目的是:检查变压器的相关保护是否误动。带电 忽略变压器及合闸回路电阻的影响,且电源电压的 投入空载变压器时,会产生励磁涌流,其值可达6~8倍 波形为正弦波,则空投瞬间变压器铁心中的磁通与外加 S 额定电流[1]。励磁涌流开始衰减较快,一般经0.5~1电压的关系为: 即可减至0.25"-0.5倍额定电流,但全部衰减完毕时间 (1) N掌=Umsin(“+口) 较长,中小变压器约几秒,大型变压器可达10"--20S,故 励磁涌流衰减初期,往往使差动保护误动,造成变压器 式中:N为变压器空投侧绕组的匝数;西为铁心中的磁 不能投入[2]。因此,空载冲击合闸时,在励磁涌流作用 通;U。为电源电压的幅值;口为合闸角;叫为角速率,当下,可对差动保护的接线、特性、定值进行实际检查,并 频率为50Hz时,甜一314。 作出该保护可否投入的评价和结论。 考虑电源回路及变压器绕组的有效电阻及损耗,由式(1)求解可得: 收稿日期:20l卜02—13 万方数据 192 现代电子技术 2011年第34卷(2) 时励磁涌流与其额定电流之比就越大‘3。。 =一qbmCOS(叫t+口)+((/)mCOS口q-氟)e一÷ rr 式中:瓯=斧L./m;T为时间常数,与合闸回路的损耗及2变压器冲击过程中的波形分析 』Yc￡, 感抗有关。式(2)中的第一项为磁通的强迫分量;第二 2.1 变压器冲击时的实际数据 项为磁通的自由分量或衰减分量。 以华东地区某电厂为例,冲击变压器时,实录了 由式(2)可以看出,在空投变压器的瞬间,铁心中 5组冲击电流波形,选择一组典型的冲击波形如图2所 的磁通由三部分组成,即强迫磁通瓯cos(“+口)、剩磁 通圣。及决定于合闸角口的磁通西。COS口。根据式(2)及参数如表6所示。 不考虑自由分量或衰减分量,并设合闸角口一0,剩余磁 ;j { f:- {:l。= …一:『^蠢百。i…i?‘1 通垂。=0.90m时,在合闸瞬间变压器铁心中的综合磁 1正盖1一矗一五:正.{皿~:芷五一!i。麓::盖_一IA f一廿:FF ·。’}廿j V}V节一铲}JIf一节V{V。彳…驻j。V—r‘V;≯’ 通变化曲线如图1所示。在图1中,曲线①为外加电压 波形;曲线②为铁心中的强迫磁通(或稳定磁通)波形; …埭. A ~可I|}。/ }:盔盔是越鞋隧砸莲莲贼蠢麴 曲线③为空投变压器时铁心中的综合磁通波形。 二-::疆v ……….一一!. 』_…一l一一{一…} {…一;一…}….I …一i—jf。i—T_‘—r。~.-…订一1…一1一。r:一r…T_…… 可以看出,当初始合闸角等于0。,变压器铁心中的 A 剩余磁通甄一0.9时,铁心中的最大磁通达2.9'Pm,从…:麟￥叫皑牲掣壮燃蝼掣黔 而使变压器铁心严重饱和,励磁电流猛增,即产生所谓 励磁涌流。 图2 变压器冲击波形 _ L中八\ 裹1第一次冲击试验数据 //—\,一、、 / 入、、@ qI / / \ \ 。 O //入×。7‘ 一吒 图1 空投变压器时变压器铁心中的磁通变化波形 1.2 影响励磁涌流大小的因素 由式(2)可以看出,空投变压器时,铁心中磁通的 大小与瓯,COS口及垂,有关,而励磁涌流的大小与铁心 中磁通的大小有关。磁通越大,铁心越饱和,励磁涌流就 越大。因此,影响励磁涌流大小的因素主要有: (1)电源电压。变压器合闸后,铁心中强迫磁通的 幅值西。=U。/№。因此,电源电压越高,瓯越大,励磁 涌流越大。 (2)合闸角口。当合闸角口一0时,西。=∞。口最大,励 磁涌流大;而当口=90。,OmCOS口等于零,励磁涌流 较小; (3)剩磁B, 合闸之前,变压器铁心中的剩余磁通越大,励磁涌 流就越大。另外,当剩余磁通B。的方向与合闸之后 西mcos口的方向相同时,励磁涌流就大,反之亦反。 此外,励磁涌流的大小,尚与变压器的结构、铁心材 料及设计的工作磁密度有关。