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变压器合闸励磁涌流的解析及抑制
来源:东稳变压器厂家 | 作者:dongwen | 发布时间: 2017-09-28 | 3626 次浏览 | 分享到:
变压器合闸励磁涌流的解析及抑制,一般来说,变压器是通过直接合闸(在变压器二次绕组开路的情况下,把一次绕组接到电网称为空载合闸)与电源电压连接来励磁的,这种直接合闸有时会造成一种有电流冲击的瞬变现象,其冲击电流的峰值接近于或大于变压器的额定电流,以致引起自动保护动作。
变压器合闸过程中发生的电流冲击称为励磁涌流,为了有效限制励磁涌流,防止保护装置误动作,通过分析说明与励磁涌流有关的几个因素。在干式变压器设计时,注意防止励磁涌流。

励磁涌流抑制技术方法:
由于励磁涌流给变压器的运行带来种种不利的影响,电力工作者在大量研究和试验的基础上提出了多种抑制励磁涌流的方法。归纳起来可以分为两大类:一是通过外部控制即在变压器的外部采取一些补救措施以抑制励磁涌流;二是通过内部控制即从变压器铁心的励磁原理出发通过改变变压器的内部结构以达到抑制励磁涌流的目的,具体的方法有以下几种。

(1)变压器低压侧并联电容方法
励磁涌流是由于变压器内磁通饱和引起的,如果采取某种措施限制铁心内磁通达到饱和点,也就达到了削弱或消除励磁涌流的目的。在变压器低压侧并联电容法就是基于这种思想提出的。在变压器低压侧并联一定的电容,变压器低压侧产生的磁通与高压侧磁通极性相反,对主磁通起去磁作用,从而达到抑制励磁涌流的目的。

(2)控制三相开关的合闸速断
由于合闸瞬间外施交流电压的峰值为最大值时,变压器不会产生励磁涌流的特点,可以通过控制三相开关合闸的角度(时间)来抑制励磁电流。当变压器内部无剩磁时,可在施加电压的峰值处合闸,即在合闸角为90°时合闸,变压器内部所产生的磁通接近于零,相应的励磁涌流也很小。但多数情况下,变压器从电源切除后,其内部将有剩磁,可以将剩磁当做预期磁通看待,变压器的最佳合闸点就是预期磁通与剩磁相等时。

(3)选相位关合法
从变压器励磁涌流的影响因素可知,变压器励磁涌流的大小与合闸的初相角有很大关系。选相位关合法通过控制三相合闸的时间,即控制三相开关合闸的初相角来削弱励磁涌流的幅值,是一种行之有效的方法。根据选相位关合法,以及变压器三相绕组内剩磁的形式,可采取2种合闸策略。
①快速合闸策略:快速合闸是在一相相位角等于90°时先合闸,另外两相在1/4工频周期后合闸。若三相绕组中均无剩磁,A相在最优时间,即在相位角为90°时先合闸,此时在A相绕组中产生的磁通最小,在B、C相中产生的感应磁通为最大磁通的1/2,且其相位超前A相180°的感应磁通,如图2所示。此时,B、C两相合闸的最佳时间就是在1/4工频周期后合闸,这样就能保证B、C两相绕组中的磁通在正常范围之内,从而消除或削弱了励磁涌流。快速合闸适用于三相绕组中剩磁为零,以及三相独立控制合闸时的情况。
②延迟合闸策略:延迟合闸策略利用了变压器铁心磁通的平衡作用。假设A相先合闸,则B相和C相中产生的感应磁通不同,如图3所示。B相和C相的感应磁通从各自的剩磁开始,在同一方向上沿其磁滞回线运动。则C相先达到饱和点,而B相仍处在其磁滞回线的线性部分(未饱和区)。此时,由于变压器的非线性,C相绕组的电感将大于B相绕组的电感。因此,B相绕组中磁通增长较快,最后使得C相和B相的磁通趋于相等,从而消除了两相中剩磁的作用。这也被称作铁心磁通的平衡作用。