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变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨

来源:233网校论文中心[ 13-02-25 08:32:35 ]阅读:27作者:胡旱编辑:studa1211
  摘要:变压器作为交流电力系统重要的电气设备,其正常运行直接关系着系统的安全。差动保护作为变压器主保护,励磁涌流是影响其正确动作与否的关键因素之一。文章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,并给出了常见的抑制措施。
  关键词:变压器 励磁涌流 二次谐波 间断角
  1、变压器励磁涌流及特点
  变压器是一种依据电磁感应原理制造而成的静止元件,是交流输电系统中用于电压变换的重要电气设备。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。
  总的来说,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度相位差,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、励磁涌流产生机理
  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。
  下面以单相变压器空载合闸为例分析励磁涌流产生机理。设变压器在时间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)中第一式为稳态磁通,后两式为暂态磁通,为铁心剩磁,与合闸时刻的电压相关。
  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。转贴于 233网校论文中心 http://www.studa.net

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