当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨


变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨
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

3、抑制措施 对于现场中常用的三相电力变压器, 防止变压器励磁涌流引起差动保护的措 施主要有以下几类。 3.1 采用速饱和中间变流器 差动保护按照躲开最大不平衡电流进行整定时, 带速饱和原理的差动保护能

够减少非周期分量造成的保护误动,如 BCH-2 型就是一种增强型速饱和中间变 流器的差动保护。 这种差动保护的核心部分是带短路线圈的饱和中间变流器和差 动电流继电器。 短路线圈的存在使得在具有非周期分量电流时继电器的动作电流 大为增加, 从而提高了躲避励磁涌流和外部短路时暂态不平衡电流的性能。采用 BCH-2 型差动保护要注意短路线圈匝数的确定匝数愈多躲避涌流的性能愈好, 但内部短路时继电器的动作延时就长。对中小型变压器,由于励磁涌流倍数大, 内部故障时非周期分量衰减快,对保护动作要求又较低,一般选较大的匝数,而 对大型变压器,内部涌流倍数小,非周期分量衰减慢,又要求保护动作快,则应 选较小的匝数。最后选用的抽头是否合适,应经变压器空投试验来确定。同时, 灵敏度检验应按内部短路时最小短路电流来进行。如不满足要求,则应选带制动 特性的差动保护。 BCH-2 型原理相同的还有 DCD-2 型差动继电器构成的差动 与 保护。 总的来说,带速饱和原理的纵差保护由于动作电流大,灵敏度低,并且在变 压器内部故障时,会由于非周期分量的存在而延迟动作,已逐步被淘汰。 3.2 二次谐波制动 依照励磁涌流中含有二次谐波的特点,设计了二次谐波制动的方法,一旦保 护检测到差流中含有的二次谐波大于保护整定值,就闭锁保护继电器,防止励磁 涌流引起保护动作。二次谐波制动的动作判据可写为: (4) 其中,和分别为差流中的基波和二次谐波分量的幅值,为二次谐波制动比。 现场应用时,根据运行经验和空载合闸试验,一般按照躲过各种励磁涌流下,最 小的二次谐波含量整定。一般而言,二次谐波制动比可设为(15%,20%)。 二次谐波制动的差动保护原理简单,调试简便,灵敏度高,在当前变压器纵 差保护中应用广泛。 但是, 在安装有静止无功补偿装置等电容分量比较大的系统, 故障暂态电流中也有较大的二次谐波含量,致使差动保护动作速度受到影响。若 空载合闸前变压器已经存在故障,合闸后故障相为故障电流,非故障相为励磁涌 流, 采用三相或门制动的方案时, 差动保护必将被闭锁。 由于励磁涌流衰减很慢, 保护的动作时间可能会长达数百毫秒。这也是二次谐波制动方法的主要缺点。 3.3 间断角鉴别的方法 前面提到,在最初几个波形中,涌流将出现间断角。而变压器内部故障时流 入差动继电器的稳态差电流是正弦波,不会出现间断角。间断角鉴别的方法就是 利用这个特征鉴别励磁涌流和故障电流,即通过检测差电流波形是否存在间断 角, 当间断角大于整定值时将差动保护闭锁。间断角制动的保护整定值一般设为 65° 。对于 Y/d 接线方式的三相变压器,非对称涌流的间断角比较大,间断角闭

锁元件能够可靠的动作,并且裕量充足;而对称性涌流的间断角会小于 65° 。进 一步减小整定值并不是好的方法, 因为整定值太小会影响内部故障时的灵敏度和 动作速度。由于对称性涌流的波宽等于 120° ,而故障电流(正弦波)的波宽为 180° ,因此在间断角判据的基础上再增加一个反应波宽的辅助判据,在波宽大于 140° (有 20° 的裕量)时也将差动保护闭锁。间断角原理由于采用按相闭锁的方 法,在变压器合闸于内部故障时,能够快速动作。这一点是比二次谐波制动(三 相或门制动)方法优越的地方。对于大型变压器,可以同时采用两种原理的纵差 动保护,能够起到优势互补,加快内部故障的动作速度,不失为一种好的配置方 案。


相关文章:
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨(1)
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨 作者:胡旱 来源:《科学与技术》2014 年第 02 期 摘要:变压器作为交流电力系统重要...
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨中英文对照
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨中英文对照_电力/水利_工程科技_专业资料。http://www.sdxinzhi.com/ http://www.sdhctg.com/ 变压器励磁涌流产生机理及抑制...
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 变压器励磁涌流产生机理及抑制措施 作者:杨祺金 来源:《科技与创新》2015 年第 01 期 在地铁、轻轨的牵引供电系统等各个...
变压器励磁涌流抑制方法及措施探讨
变压器励磁涌流抑制方法及措施探讨_电力/水利_工程科技_专业资料。变压器励磁涌流...关键词:变压器;励磁涌流;抑制方法 1 变压器励磁涌流形成原理 励磁涌流是变压器...
变压器励磁涌流抑制方法及措施探讨
变压器励磁涌流抑制方法及措施探讨_电力/水利_工程科技_专业资料。龙源期刊网 ...但是实践证明,产生励磁涌流的原因虽然单一,但是要 龙源期刊网 http://www....
变压器励磁涌流的抑制方法探讨
励磁涌流有着广泛的危害必须采取一定的措施抑制,预防为主,防治结合,尽量减少其 发生最大程度的减少危害和损失。 二、变压器励磁涌流产生原因[1] 当空载变压器...
0314;多台变压器空载合闸励磁涌流及其抑制方案的研究;2...
本文从多台变压器合闸产生涌流的原理入手,分析多台变压器的励磁涌流,探讨多台 变压器励磁涌流抑制措施。 关键词:变压器;合闸;励磁涌流;抑制方案 国内外学者在研究...
基于Matlab电力变压器励磁涌流的分析和仿真
励磁涌流的影响及抑制措施 ......1.2 变压器励磁涌流产生原因 对变压器的进行空载合闸操作有两种,即: ...r1 存在是使瞬态分量衰减的基本原因,因此,在研究...
变压器励磁涌流识别及抑制的仿真研究毕业论文
变压器励磁涌流识别及抑制的仿真研究 摘要 本文对变压器励磁涌流问题进行了深入的研究, 从最基本的变压器磁路 和电路结构出发,详细阐述变压器励磁涌流产生的基本原理,它...
...220kV变电站变压器运行继电保护措施论文选题题目
消除变压器盲区故障的继电保护方法 35……基于合闸控制策略的变压器励磁涌流抑制措施研究 36……配电站经济运行方式下备用变压器自动投切原理及影响分析 37……主...
更多相关标签: