励磁涌流
变压器励磁涌流的原因

变压器励磁涌流的原因、特点和消除措施来源1 励滋涌流对变压器切除外部故障后进行空载合闸,电压突然恢复的过程中,变压器可能产生很大的冲击电流,其数值可达额定电流的6~8倍,将这个电流称之为励磁涌流。
产生励磁涌流的原因是变压器铁芯的严重饱和和励磁阻抗的大幅度降低。
2 励磁涌流的特点励磁涌流数值很大,可达额定电流的6~8倍。
励磁涌流中含有大量的直流分量及高次谐波分量,其波形偏向时间轴一侧。
励磁涌流具有衰减特性,开始部分衰减得很快,一般经过0.5~1s后,其值通常不超过0.25~0.5倍的额定电流,对于大容量变压器,其全部衰减时间可能达到几十秒。
3 消除励磁涌流影响所采取的补偿措施励磁涌流的产生会对变压器的差动保护造成误动作,从而使变压器空载合闸无法进行,为了消除励磁涌流对保护的影响,一般可以采用接入速饱和变流器的补偿措施。
3.1 接入速饱和变流器接入速饱和变流器阻止励磁涌流传递到差动继电器中,如图1。
当励磁涌流进入差动回路时,由于速饱和变流器的铁芯具有极易饱和的特性,其中很大的非周期分量使速饱和变流器的铁芯迅速严重饱和,励磁阻抗锐减,使得励磁涌流中几乎全部非周期分量及部分周期分量电流从速饱和变流器的一次侧绕组通过,变换到二次侧绕组的电流就很小,差动保护就不会动作。
只要合理调节速饱和变流器一二次侧绕组匝数,就可以更好的消除励磁涌流对差动保护的影响。
图1 接入速饱和变流器3.2 差动保护速饱和变流器贵州省印江县供电局甘金桥水电站,差动保护速饱和变流器一次侧由差动线圈(工作线圈)、平衡线圈组成。
由差动保护速饱和变流器的原理得出,只要合理调节差动线圈和平衡线圈,就可以消除励磁涌流对差动保护的影响。
差动线圈的具体整定是:差动线圈在5、6、8、10、13、20匝处有抽头,差动继电器相应动作电流值可整定为12、10、7.5、6、4.6、3A。
通过以上对变压器励磁涌流产生的特点及其对差动保护的影响,以及如何消除励磁涌流对差动保护的影响进行了分析,在检查中发现速饱和变流器中的差动线圈在20匝处,这样继电器的动作电流就为3A,保护时限为0s,而变压器实际中要产生4.56A励磁涌流,要在0.5~1s后才开始衰减,显然差动保护整定电流不能躲过励磁涌流的影响而造成断路器跳闸。
什么是励磁涌流(1)

什么是励磁涌流?变压器励磁涌流是:变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。
变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时,其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量,因此产生极大的涌流,其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。
励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角,变压器铁芯的剩余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化,最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点瞬间(该时磁通为峰值)。
变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量,随时间衰减,其衰减时间取决于回路电阻和电抗,一般大容量变压器约为5-10秒,小容量变压器约为0.2秒左右。
1 概述变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器,用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压,是交流电输配系统中的重要电气设备。
当变压器合闸时,可能产生很大的电流,本文主要论述该电流的产生和影响。
2 励磁涌流的特点当合上断路器给变压器充电时,有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大,然后很快返回到正常的空载电流值,这个冲击电流通常称之为励磁涌流,特点如下:1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波),因此,励磁涌流的变化曲线为尖顶波。
2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关,饱和越深,电抗越小,衰减越快。
因此,在开始瞬间衰减很快,以后逐渐减慢,经0.5~1s后其值不超过(0.25~0.5)In。
3)一般情况下,变压器容量越大,衰减的持续时间越长,但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。
4)励磁涌流的数值很大,最大可达额定电流的8~10倍。
当整定一台断路器控制一台变压器时,其速断可按变压器励磁电流来整定。
3 励磁涌流的大小3.1 合闸瞬间电压为最大值时的磁通变化在交流电路中,磁通Φ总是落后电压u90°相位角。
如果在合闸瞬间,电压正好达到最大值时,则磁通的瞬间值正好为零,即在铁芯里一开始就建立了稳态磁通,如图1所示。
在这种情况下,变压器不会产生励磁涌流。
发电机励磁涌流产生的原因

发电机励磁涌流产生的原因引言发电机励磁涌流问题是发电机运行中常见的一个问题。
当发电机由停止状态转为运行状态时,会产生励磁涌流,这可能会对发电机和整个电力系统造成负面影响。
本文将深入探讨励磁涌流产生的原因及其影响,并提出相应的解决方法。
励磁涌流的定义励磁涌流是指在发电机启动的瞬间,由于励磁系统中磁场的建立而引起的暂态过程中的电流急剧增长现象。
这种电流的增长速度非常快,可能会达到发电机额定电流的数倍,因此励磁涌流对发电机和电力系统而言都是一种不可忽视的问题。
励磁涌流产生的原因励磁涌流产生的原因主要包括以下几个方面:1.磁场建立的延迟:当发电机启动时,励磁系统需要一段时间来建立稳定的磁场。
在这个过程中,励磁线圈中会出现较大的电流,导致励磁涌流的产生。
2.励磁线圈的电感:励磁线圈是由许多匝数较多的线圈组成的,它们之间的电感相互耦合。
当磁场建立的过程中,由于电感产生的互感作用,电流会在线圈之间迅速传播,形成励磁涌流。
3.发电机轴的机械性能:发电机轴的机械性能决定了励磁系统的机械惯性。
在发电机启动瞬间,由于励磁线圈的电感和电流的急剧增长,励磁系统会产生很大的机械冲击力,这也是励磁涌流产生的重要原因之一。
4.发电机内部电容的充放电:发电机内部存在着电容,当磁场建立的过程中,电容会逐渐充电,导致励磁涌流的产生。
励磁涌流的影响励磁涌流对发电机和电力系统都会产生一定的影响,主要包括以下几个方面:1.电流冲击:励磁涌流会导致电流瞬间增大,可能会超过发电机和电力系统的额定电流。
这会对设备和电网的安全运行造成威胁,甚至导致设备的损坏。
2.发电机振动和噪声:励磁涌流会引起发电机内部的机械冲击,导致发电机振动和噪声的增加,可能影响发电机的稳定性和寿命。
3.电网稳定性:励磁涌流会对电网产生瞬态扰动,可能导致电网的电压和频率波动,进而影响整个电力系统的稳定性和可靠性。
4.发电机保护系统的动作:励磁涌流会引起保护系统的动作,导致发电机的停机和重新启动,给电力系统带来一定的负荷调整问题。
简述单相变压器励磁涌流的特点

简述单相变压器励磁涌流的特点【简述单相变压器励磁涌流的特点】一、什么是励磁涌流励磁涌流是指在单相变压器的磁路中,由于磁感应强度的变化引起的电流大幅度波动现象。
二、励磁涌流的形成原因1. 变压器的磁路由于剩磁导致的非线性特性是形成励磁涌流的主要原因。
在变压器剩磁的基础上,励磁电流的变化引起磁感应强度的变化,从而引起励磁涌流。
2. 变压器的饱和特性也是引起励磁涌流的原因之一。
当励磁电流较小时,磁感应强度与励磁电流成线性关系,但当励磁电流超过一定值时,磁感应强度将达到饱和状态,导致励磁电流的变化引起磁感应强度的变化,从而引起励磁涌流。
三、励磁涌流的特点1. 阻抗变化:励磁涌流会引起变压器磁路的阻抗变化。
当励磁电流较小时,变压器磁路的阻抗较小,而当励磁电流超过一定值后,磁路的饱和导致励磁涌流的出现,使得磁路的阻抗增大。
这种阻抗变化导致励磁涌流对电源的电压产生影响,可能引起电源电压的波动。
2. 涌流幅度大:励磁涌流的幅度较大,一般在2-10倍额定电流之间。
这种大幅度的涌流对变压器的磁路、绕组和绝缘材料产生冲击,可能引起磁路的麻麻、绕组的焦耳损耗、绝缘材料的老化和损坏。
3. 最大值出现滞后:在变压器刚刚通电时,由于初始状况下没有磁通存在,变压器的励磁电流为零。
而在短时间内,励磁电流会迅速升高,当达到稳定状态后维持在一定数值。
这种励磁电流的最大值出现在刚通电后的一段时间内,而且最大值的出现会和电源电压的正弦波形相位有一定的滞后。
4. 高频成分:由于励磁电流的波动频率一般与电源电压的频率相等或相近,励磁涌流中存在着一定的高频成分。
这些高频成分可能对变压器和周围的其他设备造成干扰,并引起谐波污染。
四、励磁涌流的影响励磁涌流对变压器及其周围设备的影响主要体现在以下几个方面:1. 变压器工作温升的升高:励磁涌流会导致变压器的磁路产生冲击,加剧了铁芯中的焦耳损耗,从而使变压器的工作温升更高。
2. 谐波产生:励磁涌流中存在一定的高频成分,这些高频成分会引起变压器的谐波污染,对变压器及其周围其他设备的正常运行产生干扰。
和应涌流和励磁涌流的区别

和应涌流和励磁涌流的区别"和应涌流"和"励磁涌流"是电力系统中涉及到变压器运行的两个重要概念,它们的区别如下:
和应涌流 (Inrush Current):
定义:和应涌流是在变压器投入运行时瞬间出现的高电流。
它是由于变压器磁路中的空气间隙和磁通的突然变化导致的。
原因:和应涌流主要由于变压器的磁路在初次通电时需要建立磁场,而这个过程需要较大的电流。
特点:和应涌流的持续时间很短,通常在几个周期内就会消失。
励磁涌流 (Excitation Current):
定义:励磁涌流是在变压器正常运行时,在变压器绕组中流动的一种低频电流。
原因:励磁涌流是由于变压器的磁场需要持续维持,因此在正常运行过程中会有一定的励磁电流。
特点:励磁涌流的幅值较小,是正常运行状态下的一部分,与变压器的负载无关。
总的来说,和应涌流和励磁涌流的主要区别在于产生的原因和特点。
和应涌流是在变压器刚投入运行时由于建立磁场而产生的瞬时高电流,而励磁涌流是在变压器正常运行过程中持续存在的较小电流。
各类变压器励磁涌流的特征

各类变压器励磁涌流的特征电力变压器励磁涌流电力变压器励磁涌流是变压器通电时,铁芯中发生磁通变化而产生的瞬时电流。
其特征受变压器类型、容量和连接方式等因素的影响。
双绕组变压器空载绕组励磁涌流:变压器空载通电时,电感性电流急剧增加,形成励磁涌流。
其波形为衰减振荡波,持续时间较短。
负荷绕组励磁涌流:变压器负荷通电时,由于负载侧电流急剧变化,原边绕组也会产生励磁涌流,但幅值小于空载励磁涌流。
三绕组变压器主绕组励磁涌流:与双绕组变压器空载励磁涌流类似,但由于多了一个绕组,涌流幅值和持续时间可能更长。
调节绕组励磁涌流:变压器调节绕组通电时,会产生较小的励磁涌流,幅值和持续时间远低于主绕组励磁涌流。
自耦变压器自耦变压器励磁涌流:自耦变压器的励磁涌流特征比较特殊,由于存在磁耦合,励磁涌流幅值会随耦合系数变化而变化。
相移变压器相移变压器励磁涌流:相移变压器励磁涌流的波形与普通变压器不同,由于变压器内存在励磁电流相移,导致励磁涌流具有不对称波形。
励磁涌流的的影响断路器跳闸:励磁涌流过大时,会引起断路器误动作,导致变压器断电。
绝缘损坏:励磁涌流产生的过电压会损坏变压器绝缘,导致短路或失效。
设备损坏:励磁涌流通过其他设备时,可能造成设备损坏或影响运行稳定性。
励磁涌流的抑制涌流限制电阻器:在变压器原边绕组串联涌流限制电阻器,限制励磁涌流的幅值。
电抗器:在变压器原边绕组串联电抗器,增加电路感抗,抑制励磁涌流的上升速度。
预磁合:变压器通电前,对铁芯进行预磁合,使铁芯处于非饱和状态,降低励磁涌流的幅值。
Y-△起动:对于三绕组变压器,采用Y-△起动方式,降低励磁涌流的冲击性。
理解和控制励磁涌流对于确保变压器和电力系统的安全稳定运行至关重要。
通过合理的选择和采取适当的抑制措施,可以有效减轻励磁涌流的影响,确保变压器安全可靠地运行。
励磁涌流及二次谐波制动

励磁涌流及二次谐波制动1. 什么是励磁涌流?变压器励磁涌流是:变压器在空载合闸投入电网时在其绕组中产生的暂态电流。
变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时,其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量,使铁芯瞬间饱和,因此产生极大的冲击励磁电流(最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍),通常称为励磁涌流。
2.励磁涌流具体是怎么产生的?简单来说呢,励磁涌流是由于变压器铁芯饱和造成的,先以一台单相变压器的空载合闸为例来学习一下励磁涌流产生的原因。
我们先来了解一下剩磁的概念:下图曲线是铁磁性材料特有的曲线,对于一个没有被磁化的铁磁材料,其磁感应强度B会随着磁场强度H的增加沿图中虚线所示的路径,逐渐增强,当到达a点时,磁感应强度B不再随磁场强度H线性增加,而是趋于平稳,此时铁磁材料达到磁饱和。
此时若磁场强度H逐渐减小到0,磁感应强度B并不会沿图中虚线路径减小到0,而是由a点下降到b点,在b点剩余的磁感应强度B称为剩磁。
讲到这里相信大家对磁饱和以及剩磁的概念已经了解到根(wan)深(quan)蒂(bu)固(dong)的程度了吧!下面开始正题:变压器是一个电磁元件,其磁通的建立和维持需要励磁电流,当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时,可能会出现数值很大的励磁电流称为励磁涌流。
变压器稳态运行情况下,设绕组端电压u为:忽略变压器的漏抗和绕组电阻,设匝数N=1,则用标幺值表示的电压u与磁通Φ之间的关系为:当变压器空载合闸时,由电压u与磁通Φ之间的微分方程求解可得:式中:C为积分常数。
由于铁芯中的磁通不能突变,设变压器空载投入瞬间(t=0)时铁芯的ΦSY剩磁为ΦSY,则积分常数C为:于是空载合闸时变压器铁心中的磁通为:式中第一项为稳态磁通,后两项为暂态磁通,若及及变压器损耗,暂态磁通将会随时间衰减,一般大容量变压器约为5-10秒,小容量变压器约为0.2秒左右。
以上推导都是大家在大学期间学习的知识,相信大家记(wang)忆(gan)犹(jing)新(le)。
励磁涌流

励磁涌流1 概述变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器,用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压,是交流电输配系统中的重要电气设备。
当变压器合闸时,可能产生很大的电流,本文主要论述该电流的产生和影响。
2 励磁涌流的特点当合上断路器给变压器充电时,有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大,然后很快返回到正常的空载电流值,这个冲击电流通常称之为励磁涌流,特点如下:1)涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波),因此,励磁涌流的变化曲线为尖顶波。
2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关,饱和越深,电抗越小,衰减越快。
因此,在开始瞬间衰减很快,以后逐渐减慢,经~1s后其值不超过~In。
3)一般情况下,变压器容量越大,衰减的持续时间越长,但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。
4)励磁涌流的数值很大,最大可达额定电流的8~10倍。
当整定一台断路器控制一台变压器时,其速断可按变压器励磁电流来整定。
3 励磁涌流的大小合闸瞬间电压为最大值时的磁通变化在交流电路中,磁通Φ总是落后电压u90°相位角。
如果在合闸瞬间,电压正好达到最大值时,则磁通的瞬间值正好为零,即在铁芯里一开始就建立了稳态磁通,如图1所示。
在这种情况下,变压器不会产生励磁涌流。
合闸瞬间电压为零值时的磁通变化当合闸瞬间电压为零值时,它在铁芯中所建立的磁通为最大值(-Φm)。
可是,由于铁芯中的磁通不能突变,既然合闸前铁芯中没有磁通,这一瞬间仍要保持磁通为零。
因此,在铁芯中就出现一个非周期分量的磁通Φfz,其幅值为Φm。
这时,铁芯里的总磁通Φ应看成两个磁通相加而成,如图2所示。
铁芯中磁通开始为零,到1/2 T时,两个磁通相加达最大值,Φ波形的最大值是Φ1波形幅值的两倍。
因此,在电压瞬时值为零时合闸情况最严重。
虽然我们很难预先知道在哪一瞬间合闸,但是总会介于上面论述的两种极限情况之间。
变压器绕组中的励磁电流和磁通的关系由磁化特性所决定,铁芯越饱和,产生一定的磁通所需的励磁电流就愈大。
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:励磁涌流对HTR-PM主变压器差动保护影响分析摘要:本文重点介绍HTR-PM 220kV主变压器差动保护原理,通过对220kV 倒送电期间主变压器五次空载冲击合闸励磁涌流波形进行深入分析,介绍励磁涌流基本特征,以及励磁涌流对变压器差动保护的影响,并给出我厂变压器所配置差动保护励磁涌流闭锁原理。
关键词:变压器差动保护、变压器空载合闸励磁涌流、励磁涌流闭锁原理
1、前言
主变压器是核电厂与电力系统之间联系的重要设备,机组正常并网运行时,核电机组所发电能通过主变压器变换升压后输送给电力系统(地网和省网),但在核电厂建设和调试期间,需要通过主变压器向核电厂反供电(倒送电)以作为安装调试阶段第二路电源。
主变压器发生故障,不仅影响核电机组的安全稳定运行,给核电厂带来重大经济损失,而且影响电力系统的稳定,可能造成大面积停电。
因此,必须配置性能良好,功能完善的保护装置。
根据《继电保护及自动装置设计技术规程》(DL400-91)的规定,大型电力变压器应装设反映变压器绕组和引出线多相短路、大电流接地系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的纵联差动保护作为电量主保护。
但是,变压器在正常运行时由于励磁电流、带负荷调压、两侧差动TA的变比误差等导致存在很大的不平衡电流;由于超高压、大容量变压器接线方式,例如HTR-PM 220kV主变为YnD11接线方式,变压器两侧电流相位相差30,导致出现不平衡电流;空载变压器合闸时可能产生励磁涌流,多次测量表明:空投变压器时的励磁涌流通常为额定电流的2-6倍,最大可达8倍以上,由于励磁涌流只由充电侧流入变压器而不流经其他侧,对变压器纵差保护而言是很大的一项不平衡电流。
2、变压器差动保护原理
变压器纵差保护的构成原理是基于克希荷夫第一定律,即
∑I=0 (2-1)
式中∑I=0为主变压器高低压侧电流的向量和,主变高低压侧CT为减极性配置,见图1。
式(2-1)代表的物理意义是:变压器正常运行或外部故障时,若忽略励磁电流不计算,则流入变压器的电流等于流出变压器的电流,此时,纵联差动保护应不动作;当变压器内部故障时,若忽略负荷电流,则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流,此时纵差保护动作,将变压器从系统切除。
图1 变压器纵差保护原理接线图
图1中,TA1、TA2为变压器两侧的差动电流互感器;K A、K B、K C为A、C三相的三个分相差动继电器,变压器接线组别为YNd11,CT为减极性配置,跟我厂主变一致。
众所周知,变压器是通过电磁感应原理工作的,因此,变压器工作首先需要励磁电流来建立磁场,对大型变压器,正常情况下励磁电流只有不到1%的额定电流,不会影响变压器纵差保护的工作性能;当外部短路时,电压严重下降,励磁电流更微不足道。
然而,当变压器空载合闸时,励磁电流可能非常大,一般将其称为励磁涌流,它将进入差动回路,其值可与内部短路电流相比拟,这势必造成保护装置的误动作。
3.变压器空载合闸时励磁涌流分析
本节以单相变压器为例,可以用u来表示额定电压,来Ф表示额定磁通。
则有
u= dФ
dt
(3-1)设变压器空载合闸的时刻为t=0,而变压器一次侧上的电压为u=U m sin(wt+α)。
解式(3-1)的微分方程,得
Ф=−Ф
m cos(wt+α)+Ф
(3-2)
式中,−Ф
m cos(wt+α)为稳态磁通分量,其中Ф
m
=U m w
⁄;Ф
为自
由分量,由于磁通不可以突变可以求得Ф
0=Ф
m
cosα+Ф
r
,Ф
是随时间衰减的
非周期分量,其中Ф
r
为变压器铁芯剩磁。
图2 变压器近似磁化曲线
考虑到成本和工艺,现代大型变压器饱和磁通一般做成Ф
S
=1.15−1.4。
由
图2可见,正常工作时变压器磁通Ф
(1)小于饱和磁通Ф
s
,所以正常工作时,
变压器磁通接近饱和但并未饱和,但在变压器空载合闸瞬间的暂态过程中,由
于Ф
0的存在,就会导致变压器磁通Ф大于饱和磁通Ф
s
,导致变压器铁芯饱和。
在不考虑剩余磁通的情况下,合闸后经过半个周期(wt=π)后,磁通达到最大值
2Ф
m cosα。
在α=00合闸,则Ф
m
的最大值为2Ф
m
,远大于变压器饱和磁通,造
成变压器严重饱和,励磁电流急剧增大,即形成励磁涌流[1]。
总之,变压器在合闸瞬间,铁芯中的磁通除有稳态磁通之外,尚有剩磁及与合闸角有关的磁通。
后两者为自由磁通。
由于自由分量磁通的存在,导致铁芯严重饱和,产生励磁涌流[2]。
在石岛核电220kV倒送电期间,根据程序,需要对对主变进行了五次空载合闸冲击,在五次空载合闸冲击过程中,发变组故障录波装置记录励磁涌流波形,波形如下(选取第三次空载冲击合闸励磁涌流):
图3 主变第三次空载冲击合闸励磁涌流
图4 主变第三次空载合闸励磁涌流模拟量分析图5主变第三次空载冲击合闸励磁涌流谐波分析
根据以上分析及图3、图4和图5所示可以看出励磁涌流有以下几个特点:(1)由于三相电压之间有1200的相位差,因而三相励磁电流不会相
同。
任何情况下空载合闸,至少在两相中出现程度不同的励磁涌流。
(2)波形偏于时间轴一侧,即涌流中存在很大的直流分量,见图
5。
(3)三相变压器励磁涌流中含有很大的高次谐波分量,从图5中可
以看出,涌流中含有较大的二次谐波分量,其大小与铁芯饱和磁通和剩
余磁通大小直接相关。
(4)三相变压器励磁涌流中,往往有一相为周期性电流,即几乎没
有直流分量。
(5)三相变压器励磁涌流波形是有间断角,无论单侧性或周期性涌
流波形都有间断角,且间断角很大,一般大于1200。
(6)励磁涌流是衰减的(自由磁通分量是随时间衰减的),励磁涌流
衰减时间常数与变压器跟电源间阻抗的大小、变压器容量和铁芯材料有
关。
一般情况下,变压器的容量越大,或越靠近电源,其衰减时间越
长;铁芯越饱和、电抗值越小,衰减越快。
(7)励磁涌流的幅值很大。
磁通越大,铁芯越饱和,励磁涌流就越
大,一般励磁涌流可达额定值得2-6倍。
4.变压器励磁涌流闭锁原理
鉴于变压器空载合闸时会产生很大的励磁涌流,且励磁涌流只流过变压器高压侧一侧,可能导致变压器纵差保护误动,因此各大高校和继电保护厂家,根据励磁涌流特征,研究各种励磁涌流鉴别方法,从而形成了各种励磁涌流闭锁原理,防止在变压器空载合闸时由于励磁涌流导致变压器差动保护误动作而使合闸失败。
目前常用的励磁涌流闭锁原理包括:二次谐波制动原理、间断角闭锁原理、波形对称原理、磁通特性识别原理、基于参数辨识原理、功率差动识别原理、谐波电压制动原理等。
我厂高温堆主变压器纵差保护配用南京南瑞继保电气有限公司的PCS-985BT型电厂变压器保护装置,该装置励磁涌流闭锁原理为二次谐波制动原理或波形判别原理,可以通过控制字选择投入其中一种,一般变压器保护装置A、B 柜分别各投入其中一种原理。
(1)谐波制动原理
谐波制动原理是基于当变压器发生励磁涌流时,波形中存在大量二次谐波,装置采用三相差动电流中的二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据,动作方程如下:
I2
>K(4-1)
I1
式中:I2为每相差动电流中的二次谐波,I1为对应相的差流基波,K为二次谐波制动系数。
一般取K的整定值为0.15。
发生内部故障时,进入保护装置的差动电流基本为工频基波,当发生励磁涌流时,二次谐波比例剧增,当二次谐波与基波比值达到整定值时,保护装置闭锁比率差动保护启动
(2)波形判别原理
装置利用三相差动电流中的波形判别作为励磁涌流识别判据。
内部故障时,各侧电流经电流互感器变换后,差流基本上是工频正弦波。
而励磁涌流时,如上分析,有大量的谐波分量存在,波形是间断不对称的。
内部故障时,有如下表达式:
{S>Kb∗S+
}(4-2)
S>St
式中:S是差动电流的全周积分值,S+是差动电流的瞬时值加差动电流半周前的瞬时值的全周积分值,Kb是一固定常数,St是门槛定值。
St的表达式如下:St=α∗I d+0.1I e(4-3)
式中:I d是差电流的全周积分值,α是一比例常数。
而在变压器空载合闸出现励磁涌流时,以上波形判别关系被破坏,比率差动
不会出口,因此不会导致比率差动保护元件误动作。
石岛核电220kV倒送电过程中对主变压器总共进行了五次空载合闸,励磁涌
流并没有引起主变纵差保护误动作,证明保护装置励磁涌流闭锁正确且可靠。
5.总结
本文分析了变压器差动保护原理及其影响因素,其中励磁涌流是影响变压器
纵差保护可靠性的重要因素,因此着重分析了励磁涌流的产生机理,并利用石
岛核电220kV倒送电给变压器冲击期间发变组故障录波器记录励磁涌流波形分
析其特征,根据励磁涌流波形和励磁涌流中含有较大比重二次谐波的特征,介
绍了我厂主变差动保护励磁涌流闭锁原理。