勵磁涌流抑制原理及涌流抑制器的應用

1、1勵磁涌流抑制原理及涌流抑制器的應用勵磁涌流抑制原理及涌流抑制器的應用葉念國（深圳市智能設備開發(fā)有限公司.廣東省深圳市.518033）[摘要摘要]變壓器勵磁涌流對電力系統(tǒng)安全運行的威脅眾所周知，由其引發(fā)的電網(wǎng)電壓驟降、諧波污染、操作過電壓、和應涌流、保護誤動等，一直是人們極為關注的問題。但是由于更多地使用“識別”涌流的對策，均因涌流形式的多變性，使得“識別”正確率難以提高。如果變“識別”為“抑制”則是解決問題的根本出路，采取變壓器在外施

2、電壓驟增時控制磁路不飽和能有效地抑制甚至消除勵磁涌流，這是本文闡述的主題。[關鍵詞關鍵詞]勵磁涌流磁路飽和剩磁偏磁0引言變壓器是一個由若干經(jīng)磁路耦合的繞組的集合體，每個繞組本質(zhì)上是一個電感，其電感值受磁路鐵心飽和程度影響，當磁路飽和時電感值大幅下降，電感值下降就意味著電抗下降，勵磁電流隨之增加。當變壓器任一繞組感受到外施電壓突增時，基于磁鏈守恒定律，該繞組將立既產(chǎn)生一個抵御外加磁通“突襲”的反磁通，如果這一稱之為“偏磁”的反磁通和原來磁

3、路中的剩磁極性相同，則可能導致磁路飽和，進而產(chǎn)生很大的勵磁涌流。如偏磁和剩磁極性相反，則磁路不會飽和，勵磁涌流將不會出現(xiàn)，也就是說被抑制了。理論證明變壓器磁路極性和數(shù)值與斷開電源時的分閘相位角有關，偏磁的極性和數(shù)值則與施加電源時的合閘相位角有關。因此，通過獲取分閘角的數(shù)值來決定下次合閘時合閘角的方法，就完全可以做到電壓驟增時勵磁涌流的極性和數(shù)值可控，既可以讓它很大，也可以讓它消失。多年來人們采用數(shù)學和物理方法來識別勵磁涌流與故障電流的特

4、征差異，以減少勵磁涌流產(chǎn)生繼電保護裝置誤動的概率，但一直無法徹底解決問題，甚至以延長保護動作時間、降低保護靈敏度及犧牲可靠性為代價。顯然，在理論上人們不可能對千變?nèi)f化的勵磁涌流都正確識別，也就是說“識別”并不是萬全之策。采取消除勵磁涌流的方法可稱得上是“上策”。1勵磁涌流的成因11偏磁的成因偏磁的成因磁鏈守恒定律（楞次定律）是任何電感線圈都要遵循的定律，即變壓器任一側(cè)繞組感受電壓驟增（如空投充電、出線故障切除等）瞬間，磁路中的磁鏈將維持

5、不變。如圖11，設N1、N2為初次級繞組的匝數(shù)、Φ為與初級繞組交鏈的總磁通（包括主磁通和漏磁通）、U1為初級電壓、i1為初級電流，次級開路。可寫出初級繞組的電壓方程312如何測定剩磁如何測定剩磁任何鐵磁材料在去掉外施的磁勢后都會留有剩磁，剩磁的數(shù)值及極性取決于切斷磁勢瞬間的磁通數(shù)值及極性。當然，剩磁的大小還與鐵磁材料的特性有關。圖13是鐵磁材料的磁滯回線，從曲線中不僅看到磁路的飽和特性，還可以發(fā)現(xiàn)當磁勢H為零時，磁通密度B并不為零，而是

6、還有一個值Br，這就是剩磁。要去除剩磁Br（或Br）必須在反向施加磁勢達Hc(或Hc)時才能使B為零。我們不難看到，當給變壓器繞組施加交流電壓時，由于電壓極性正負交變，因此，磁路中的磁通極性也是在磁滯回線上來回變化。如果在1、2象限時去除磁勢，則剩磁為正或零，在3、4象限時則剩磁為負或為零。所以通過掌握斷開交流電源的相位角即可確定剩磁的極性和大致的數(shù)值。13產(chǎn)生勵磁涌流的條件產(chǎn)生勵磁涌流的條件前已述及當磁路進入飽和狀態(tài)時由于變壓器繞組的

7、電抗急劇下降，進而產(chǎn)生很大的勵磁涌流。因此，在鐵心中的各種磁通合成值超過磁路的飽和磁通就是產(chǎn)生勵磁涌流的條件。這些磁通是指穩(wěn)態(tài)磁通、偏磁和剩磁。飽和磁通是設計變壓器時確定的，它取決于鐵心材料的磁導率、磁路截面及磁路長度等因素。穩(wěn)態(tài)磁通的數(shù)值和電源電壓有關，偏磁的大小和極性取決于給變壓器施加電壓瞬間的電源電壓相位角，即合閘角，剩磁的大小和極性則取決于切斷變壓器電源時的相位角，即分閘角。如果根據(jù)前次的分閘角選擇合適的合閘角，使偏磁與剩磁極性

8、相反，鐵心不飽和就沒有勵磁涌流，如鐵心輕度飽和，則勵磁涌流很小，當然，如果選擇合閘角不當，使偏磁與剩磁疊加導致鐵心飽和，則將產(chǎn)生很大的勵磁涌流。所以，人們在不使用任何手段對變壓器進行空投操作時是否會產(chǎn)生勵磁涌流？涌流是大是?。渴钦秦?？完全取決于合閘角與分閘角的配合，這就靠“運氣”了，“運氣”不好，偏磁與剩磁相加，涌流就出來了?！斑\氣”好，偏磁抵消剩磁，涌流就沒有。因此，現(xiàn)在對變壓器保護的檢驗使用連續(xù)空投五次看是否會誤動作標準，這顯然是