变压器励磁涌流原理
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施变压器是电力系统中不可或缺的电气设备，用于提高或降低交流电压。
然而，在变压器的日常运行中，会产生一种特殊的电流——励磁涌流。
励磁涌流的产生原因、影响及抑制措施，一直是电气领域研究的焦点问题之一。
一、变压器励磁涌流的产生机理变压器励磁涌流是由于变压器在没有负载的情况下，一侧电源给定电压后，产生的瞬时电流波动引起的。
其产生的原因主要有两个方面。
1. 变压器自身磁化特性变压器是由铁芯、线圈等部件组成的，当交流电源施加在一侧线圈上时，铁芯上会产生一个磁通量，使得另一侧线圈中也会产生一定的电势。
在低频条件下，变压器的铁芯上的磁场在每个电源周期内都会发生磁化与去磁化过程，即由于铁芯饱和，磁通量无法瞬间变化，从而在每个周期内形成一个磁滞回线。
当电源供给的电压陡然由0V变化到正常值时，铁芯中的磁场并不会即刻达到稳态，从而导致瞬间电流的波动，造成产生励磁涌流。
2. 电源特性影响电源的内阻、电源的输出电压质量均会影响励磁涌流的产生。
电源内阻较大时，输出电压下降幅度较大，对于变压器来说，电流的波动幅度会更大。
同时，电源产生电压的质量也会影响励磁涌流，例如，电源输出电压存在10%、20%的谐波成分时，变压器励磁涌流的幅值会更大。
二、励磁涌流的影响变压器励磁涌流产生后，将会对变压器和电力系统的安全及稳定性产生影响。
1. 变压器内部温度升高励磁涌流的产生将会引起变压器内部电阻损耗增加，从而导致变压器温度升高。
严重情况下，会导致变压器绝缘材料老化、泄漏及烧毁等事故发生。
2. 电力系统不稳定励磁涌流的存在会造成系统电压波动，电力系统的稳定性得不到保障，从而会降低其工作效率，甚至带来负面的经济损失。
三、励磁涌流的抑制措施为了避免励磁涌流带来的安全隐患及电力系统的不稳定性，有一些抑制措施可以采取。
1. 增加阻抗变压器防励磁涌流的一种常用方法是在变压器的一侧或两侧增加阻抗，这样可以限制励磁涌流的幅值并且控制其衰减时间。
变压器产生励磁涌流的原因
变压器产生励磁涌流的原因1. 你知道吗，变压器产生励磁涌流的一个原因就是铁芯的饱和呀！就好比一个人吃撑了，再也吃不下更多东西一样，铁芯饱和了就会导致电流一下子涌出来。
比如说，家里的电器突然都打开，变压器就可能出现这种情况呢！2. 嘿，变压器产生励磁涌流还可能是因为合闸瞬间的电压突变呀！这就好像你跑步的时候突然被人推了一把，速度一下子就变快了。
像工厂里机器启动的瞬间，不就可能引发这样的情况嘛！3. 哇哦，绕组的电感也会让变压器产生励磁涌流呢！这就好像是道路上的一个弯道，会让车流的速度和方向发生变化。
比如大型电机启动时，不就类似这种情况嘛！4. 哎呀呀，变压器的剩磁也能引起励磁涌流呀！这就跟你心里一直记着一件事一样，会产生影响呢。
像有时候停电后再来电，就可能出现这样的问题哟！5. 嘿呀，合闸角也对励磁涌流有影响呢！这不就跟你进门的时机一样嘛，如果时机不对，可能就会有不一样的结果。
就像在特定的时刻合闸，就可能导致励磁涌流增大呢！6. 哇，变压器的铁芯材质也有关系哦！这就好像不同材质的锅，做饭的效果不一样。
比如铁芯材质不太好的变压器，就更容易出现励磁涌流啦！7. 你想想看，变压器的匝数也能让它产生励磁涌流呀！就像一群人排队，人数不一样效果也不同。
匝数不合理的时候，可不就容易有这个问题嘛！8. 哎呀，系统的阻抗也会影响变压器的励磁涌流呢！这就好像路上的阻碍，会改变车流的情况。
当系统阻抗小的时候，励磁涌流可能就会比较大呢！9. 嘿，变压器自身的特性也能导致励磁涌流呢！就如同每个人都有自己的脾气一样。
有些变压器就是容易出现这种情况呀！10. 哇塞，外部的干扰因素也会让变压器产生励磁涌流呢！这就好比平静的水面被扔了一块石头，会泛起涟漪。
像附近有大的电磁干扰时，不就可能这样嘛！我觉得啊，了解这些原因对于我们更好地使用和维护变压器真是太重要啦！。
变压器励磁涌流原理
变压器励磁涌流原理1. 引言变压器是电力系统中常见的电力传输和配电设备，它的基本原理是利用电磁感应现象将交流电能从一个电路传递到另一个电路。
在变压器的正常运行中，励磁涌流是一个重要的现象，对变压器的运行稳定性和效率产生重要影响。
本文将详细解释与变压器励磁涌流原理相关的基本原理。
2. 变压器的基本结构和工作原理变压器由两个或多个线圈（称为主线圈和副线圈）和一个铁芯组成。
主线圈连接到电源，副线圈连接到负载。
铁芯是由高导磁率的铁材料制成，主要用于集中磁通并减小磁通损耗。
变压器的工作原理可以用以下几个步骤来描述： 1. 当主线圈中通入交流电时，产生的交变磁场穿过铁芯，并感应在副线圈中产生电动势。
2. 由于副线圈的存在，电流开始流动，形成副线圈中的磁场。
3. 根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的磁场会感应回主线圈中产生电动势。
4. 如果副线圈上有负载，电流会从副线圈流向负载，完成能量传递。
3. 励磁涌流的定义和原因励磁涌流是指在变压器的励磁过程中，出现的瞬态电流。
这种电流是由于铁芯的饱和和磁滞现象引起的。
励磁涌流会导致变压器的损耗增加、温升升高，甚至引起振荡和不稳定的运行。
励磁涌流的主要原因是铁芯的磁滞和饱和效应。
在变压器中，铁芯的磁化曲线是非线性的，当磁通密度较低时，磁化曲线近似为直线，但当磁通密度较高时，磁化曲线出现饱和和磁滞现象。
在励磁过程中，磁通密度会不断变化，导致磁芯中的磁滞和饱和效应。
4. 励磁涌流的影响因素励磁涌流的大小和变压器的设计参数、运行条件以及电源特性等因素密切相关。
以下是一些主要影响因素的解释：4.1 铁芯特性铁芯的导磁率和磁滞特性是影响励磁涌流的重要因素。
导磁率越高，磁化过程中的涌流效应越小。
而磁滞特性越明显，励磁涌流越大。
4.2 变压器参数变压器的额定容量和变比也会影响励磁涌流的大小。
一般来说，容量越大，励磁涌流越大；变比越高，励磁涌流越小。
4.3 电源特性电源的电压波形和频率对励磁涌流有很大影响。
变压器励磁涌流原理
变压器励磁涌流原理
变压器励磁涌流是指在刚开始接通变压器时，由于电感元件励磁过程中磁感应强度逐渐增大的关系，导致变压器中的电流迅速增加，形成一个短暂的高峰电流。
励磁涌流的主要原因有以下几点：
1. 电感元件的电流变化滞后于电压变化。
由于电感元件的特性，当电压突然改变时，电感元件中的电流并不会立即改变，而是需要一定的时间来达到稳态。
在这个过程中，电流会迅速增加，导致励磁涌流。
2. 初级绕组和次级绕组之间的电容效应。
变压器的初级绕组和次级绕组之间会存在一定的电容效应。
当变压器接通时，由于电容的充电过程，会导致涌流的产生。
3. 磁芯饱和和磁滞。
在刚开始接通变压器时，由于磁感应强度逐渐增大，磁芯中会出现饱和和磁滞现象。
这些现象会导致磁路中的电流迅速变大，从而产生涌流。
励磁涌流对变压器和电网造成的影响主要有以下几点：
1. 过大的励磁涌流会导致变压器绕组和瓷套的过热，甚至引发绝缘击穿，导致设备损坏。
2. 励磁涌流还会对电网造成短暂的过电压，对其他设备和线路造成影响。
为了减小励磁涌流的影响，可以采取以下措施：
1. 使用励磁变压器。
励磁变压器是在主变压器旁边并列连接一个励磁变压器，通过调节励磁变压器的励磁电流来抑制励磁涌流。
2. 采用软起动方式。
通过逐步升高初始电压，使得励磁涌流逐步增加，避免突然产生过大的涌流。
3. 提前预热变压器。
在正式接入电网之前，可以对变压器进行预热，使其达到临界电压之后再投入运行，从而减小励磁涌流的影响。
变压器励磁涌流抑制原理及现场应用优化
变压器励磁涌流抑制原理及现场应用优化引言：变压器是电力系统中重要的电能传输设备，其负责将高压电能转换为低压电能，并通过电能传输网络将电力供应到终端用户。
然而，在变压器投入运行时，励磁涌流可能会导致设备的电流波动和损耗，甚至造成电网的不稳定。
因此，为了保证系统的稳定运行，需要合理地抑制变压器励磁涌流并优化其现场应用。
一、励磁涌流抑制原理1.1励磁涌流的产生励磁涌流通常是由于变压器的磁路突然产生磁通时引起的。
在变压器的磁路中，磁通的变化速度往往比较快，导致励磁电流呈现出一个瞬时的增大过程，即励磁涌流。
1.2励磁涌流的影响励磁涌流对变压器和电网产生了不利影响，主要表现为：(1)变压器附加损耗：励磁涌流会导致变压器的额定电流上升，从而导致额外的电阻损耗。
(2)变压器振荡：励磁涌流在变压器铁芯和线圈之间产生电磁力，会引起变压器的震荡。
(3)电网不稳定：当变压器接入电网时，励磁涌流会产生电网的瞬时波动，影响电网的稳定性。
1.3励磁涌流抑制原理为了抑制励磁涌流，可以采用以下方法：(1)在变压器的电源供电系统中增加限流电抗器。
通过限制电源的短路能力，减少励磁涌流的电流峰值。
(2)使用励磁变压器。
励磁变压器是由辅励变压器和电抗器组成，通过控制辅助变压器的绕组电压来控制励磁涌流。
(3)通过安装软起动装置来逐步增加变压器的励磁电流，避免励磁涌流的冲击。
2.1选择适当的变压器为了减少励磁涌流对电网的影响，可以选择具有低励磁电流的变压器。
通常情况下，具有较低额定电压的变压器具有较低的励磁电流。
2.2控制变压器的励磁电流为了减少励磁涌流的影响，可以通过控制变压器的励磁电流来实现。
通过调节励磁变压器的绕组电压，可以减小励磁涌流的电流峰值，从而减少对电网的影响。
2.3优化励磁变压器的参数为了确保励磁变压器的效果，可以优化其参数。
包括选择合适的励磁变压器容量、安装位置和接线方式等。
同时，还需要合理地进行维护和检修，确保其正常运行。
三相变压器空载合闸励磁涌流的大小和波形
三相变压器空载合闸励磁涌流的大小和波形1. 引言三相变压器是电力系统中常见的设备之一，用于将电能从一个电压等级传输到另一个电压等级。
在变压器启动或切换时，需要进行励磁操作，以产生磁场并建立变压器的工作状态。
励磁涌流是指在变压器合闸励磁过程中产生的瞬态电流。
本文将深入探讨三相变压器空载合闸励磁涌流的大小和波形，并解释其原因和影响。
2. 励磁涌流的定义与原理励磁涌流是指在变压器合闸过程中，由于电源电压突然施加到变压器绕组上而产生的暂态电流。
这种暂态电流是由于绕组中的自感、互感和铁芯饱和等因素引起的。
当变压器合闸时，输入侧绕组上突然施加了额定电源电压。
由于绕组中存在着自感和互感，突然施加的电压会导致绕组中产生较大的暂态电流。
铁芯饱和也会导致励磁涌流的增大。
3. 励磁涌流的大小励磁涌流的大小取决于多个因素，包括变压器的参数、电源电压和频率等。
一般来说，励磁涌流的大小与变压器的容量成正比。
在变压器空载合闸时，励磁涌流的峰值通常为额定电流的2-6倍。
具体数值取决于变压器的设计和制造质量。
4. 励磁涌流波形分析励磁涌流通常呈现出一个尖峰，其波形可以分为三个阶段：启动阶段、衰减阶段和稳定阶段。
•启动阶段：在合闸刹那间，突然施加到绕组上的电压会导致绕组中产生一个很大的暂态电流尖峰。
这个尖峰通常持续几个周期。
•衰减阶段：随着时间的推移，暂态电流逐渐减小并趋于稳定。
这个过程通常持续约20-30个周期。
•稳定阶段：励磁涌流逐渐趋于稳定状态，维持在一个较小的数值上。
这个阶段可以持续几分钟到几十分钟。
励磁涌流的波形与变压器的设计和制造有关，不同类型的变压器可能会产生不同的波形特征。
5. 励磁涌流的影响励磁涌流对变压器和电力系统都会产生一定的影响。
5.1 对变压器的影响励磁涌流会在变压器绕组中产生较大的暂态电流，这会引起电阻损耗和额外的温升。
长期以来，大幅度的励磁涌流可能导致绕组过热，从而降低变压器的寿命。
励磁涌流还可能导致铁芯饱和。
变压器励磁涌流产生机理及抑制措施
展望
随着电力电子技术的发展，可 以预见变压器励磁涌流的研究 将更加深入，未来可能会发现
更加有效的抑制措施。
随着智能电网的建设，电力系 统的运行方式将更加灵活，变 压器励磁涌流的问题也将得到
更加有效的解决。
同时，随着人们对电力系统运 行效率的关注度不断提高，变 压器励磁涌流的研究也将更加 注重环保和节能方面的问题。
04
案例分析
案例一
01
02
03
事故概述
某500kV变压器在空载合 闸时，由于励磁涌流过大 导致保护误动，造成停电 事故。
事故原因
合闸瞬间，变压器铁芯饱 和，励磁电流急剧增加， 导致保护装置误判为短路 故障。
改进措施
优化变压器空载合闸控制 策略，采用快速合闸技术 ，减少励磁涌流的影响。
案例二
事故概述
励磁涌流的大小与变压器铁芯的材质、结构、加工工艺以及变压器运行时的工况 等因素有关。
变压器励磁涌流的危害
励磁涌流会危及变压器的安全运行，可能导致变压器的损坏 甚至爆炸。
励磁涌流还可能导致电力系统的谐波污染，对电力系统的稳 定性和可靠性造成影响。
变压器励磁涌流的特点
励磁涌流具有很大的峰值和冲击力，其大小可能超过变压器额定电流的几倍甚至 几十倍。
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THANKS
减小变压器铁心饱和程度
通过改进变压器结构设计，采用高磁通密度材料，提高铁心最大允许工作磁 密等措施，降低变压器铁心的饱和程度，从而抑制励磁涌流的产生。
增加变压器空载合闸阻抗
通过改变变压器外部接线或增设串联电阻等方式，增加变压器空载合闸阻抗 ，降低合闸瞬间的电压变化率，从而减小励磁涌流的产生。
继电保护抑制措施
配置差动保护装置
变压器的励磁涌流产生原因及特点
变压器的励磁涌流产生原因及特点
产生原因：
1.铁芯非线性特性：在励磁过程中，铁芯会经历从饱和到非饱和的过程，而在饱和和非饱和状态下，铁芯的磁导率存在较大的差异。
当励磁电
流突变时，铁芯的饱和状态发生变化，导致磁通密度的非线性变化，进而
产生励磁涌流。
2.电压突变：在电压突变的瞬间，变压器的磁通密度变化较大，导致
涌流现象的出现。
特点：
1.波动范围大：励磁涌流的幅值会随着励磁电流的大小和励磁电源特
性的不同而变化。
通常情况下，励磁涌流的波动幅值会比较大，但是短暂，并且随着时间的推移会逐渐回归正常工作状态。
2.涌流时间短：励磁涌流一般持续的时间比较短暂，通常在数十毫秒
到数百毫秒之间。
3.作用范围广：励磁涌流会对整个变压器回路产生影响，不仅会造成
励磁线圈中的涌流，也会对次级绕组和电网产生影响。
4.会影响电机和负载设备：励磁涌流在电机和负载设备上产生的过电
压和过电流可能会导致电机和负载设备的损坏。
5.会引起设备振动和噪声：励磁涌流会引起变压器的振动和噪声，对
设备和周围环境造成不良影响。
励磁涌流对变压器和电网的影响是不可忽视的，因此在实际应用中需
要采取一些措施来限制和减小励磁涌流的影响，例如采用特殊的励磁变压
器、引入励磁涌流限制电抗器等。
此外，合理调整变压器的设计和励磁电源的参数也能有效减小励磁涌流的幅值和时间。
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变压器励磁涌流原理集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
变压器空投励磁涌流产生的原因
当变压器空载合闸时会产生励磁涌流，设系统电压 由dt
d N u
e Φ-==11得： 在合闸瞬间在变压器铁芯中产生的磁通：
)]cos([cos a wt a m +-Φ=Φ， 其中1
12wN U m =Φ 1）2,0π
==a t 时合闸：
wt m sin Φ=Φ，马上进入稳态运行，没有励磁涌流。
2）0,0==a t 时合闸：
从t=0经过半个周期w t π
=,Φ达最大值，m Φ=Φ2max 。
可达稳态量2倍，
此时励磁电流f i 可达额定励磁电流100倍，即：
而额定励磁电流约等于额定电流的3%，即：
所以：N f i i 3=。
而这是在变压器没有剩磁的理想情况下推出的结论，如果变压器有剩磁时合闸，励磁涌流会更大，可达10倍额定电流。
当空载合闸时励磁涌流只出现在高压侧，这样会产生很大的差动电流，引起差动保护误动。
励磁涌流识别方法二：波形识别
在RCS-978微机变压器保护中采用的方法是当+>S K S b 且t S S >时开放保护。
式中S 是差动电流的全周积分值，在每周采样24次的情况下∑∑=-=0
23m m S I T S 。
+S 是相距半周的差动电流瞬时值之和的全周积分值，∑∑∑+=-=-+0
23m 12m m S I I T S 。
b K 为大
于1的常数。
当差动电流中没有励磁涌流而是短路电流且波形是对称的话，相距半周的差动电流瞬时值之和是零，其全周积分值+S 也为零。
而差动电流的全周积分值
S 很大，满足+>S K S b 条件可以开放保护。
当差动电流中有励磁涌流时，波形是不对称的，相距半周的差动电流瞬时值之和很大，其全周积分值+S 也很大。
尽管差动电流的全周积分值S 也很大，但仍不能满足+>S K S b 的条件从而将保护闭锁。
加t S S >的条件是为了在正常运行时不开放纵差保护。
因为正常运行时差动电流很小近似为零。
所以S 和+S 也都近似为零可能能满足+>S K S b 条件。
所以另加t S S >条件。
式中t S 是门槛值，d e t I I .S α+=10。
其中e I .10为固定门槛，e I 是TA 二次额定电流。
d I α为浮动门槛，d I 是差动电流的全周积分值。
正常运行时S 很小不能满足本条件。