变压器空投励磁涌流产生的原因
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
)sin(211awtUu
由dtdNue11得：
在合闸瞬间在变压器铁芯中产生的磁通：
)]cos([cosawtam
，
其中112wNUm
1）2,0at时合闸：
wtmsin
，马上进入稳态运行，没有励磁涌流。
2）0,0at时合闸：
'''
cos]cos1[wtwt
mmm
从t=0经过半个周期wt,达最大值，m2max。可达稳态量2倍，
此时励磁电流fi可达额定励磁电流100倍，即：
Nffii0
100
而额定励磁电流约等于额定电流的3%，即：
NNfii%30
所以：Nfii3。
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。
1
I
励磁涌流原理图
U1
Ф
e
1
图6-3 图图图图图图图图图图图图
t
t
u
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rm
2
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0
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0
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rm2
(a) 图图图图图图图图图图图图图
(b) 图图图图图图图图图图,图图图图图图图图
(c) 图图图图图图图图图图
(d) 图图图图图图图
N.
I
Y.
I
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SKSb且tSS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
023mmSITS
。S是相距半周的差动电流瞬时值之和的全周积分值，
023m12mmSIITS
。bK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SKSb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SKSb的条件从而将保护闭锁。加tSS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SKSb条件。所以另加tSS条
件。式中tS是门槛值，detII.S10。其中eI.10为固定门槛，eI是TA二次
额定电流。dI为浮动门槛，dI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。
浅析变压器励磁涌流产生的原因
浅析变压器励磁涌流产生的原因摘要：变压器在整个电网中处于核心的地位，但是价格高昂的大型变压器在日常工作中有可能发生各项故障，一旦发生故障大型变压器缺乏替代措施就给带来严重的损失。
当前，只能用具有极高的灵敏性和选择性的纵联差动保护的方法来预防和保护变压器发生故障，然而，仍旧遇到很多的困难。
关键词：变压器励磁涌流电力系统在电力系统中变压器在整个电网中处于核心的地位，有着不可或缺的重要地位。
但是价格高昂的大型变压器在日常工作中有可能发生各项故障，一旦发生故障大型变压器缺乏替代措施就给带来严重的损失。
当前，只能用具有极高的灵敏性和选择性的纵联差动保护的方法来预防和保护变压器发生故障，然而，仍旧遇到很多的困难。
励磁涌流是一种暂态过程，指外部故障切除或者变压器空载投入时电压得以恢复。
出现高达6-8倍的励磁电流，它也是一种能够使变压器电源测电流互感器传到二次侧的暂态不平衡电流。
而类似这种可流入差动回路的情况往往会导致差动保护动作的发生。
介于此，分析研究励磁涌流是如何发生及发生时对变压器差动保护的影响和解决方案是非常有必要的。
一、变压器励磁涌流的产生及特点变压器励磁“涌流”现象是由于电源接通后变压器电压变动产生的一种现象。
具体可分为励磁起始涌流、电压恢复涌流、共振涌流这三种现象，它们的产生均是由不同电压变动就会造成程度不同的变压器励磁涌流现象。
1.1励磁起始涌流上面介绍的励磁起始涌流是指电力系统在变压器开始运行是进入的瞬态性的励磁电流。
而即使电力系统被切除，变压器运行也停止。
励磁电流也同时为零时，其铁心中的磁通也并不是瞬间归零的，而是有一段剩磁值，如果变压器再次通电时其磁值恰在磁通波形的最低谷，而剩磁ΦR为正值，那么这时变压器产生的磁通波形便不会从负最大值（-Φmax）开始，而是由剩磁ΦR开始。
在这种情况下，变压器才会产生瞬态励磁涌流，而且有很大的瞬态冲击现象。
1.2电压恢复涌流在清除变压器的外部故障时，变压器排除故障接通电流，电压恢复正常值的过程中产生的励磁涌流称为电压恢复涌流。
变压器励磁涌流分析
现有的励磁涌流的识别方法
（一）基于二次谐波的识别方法
1.二次谐波制动原理，用二次谐波幅值和基波幅值的比值和 设定好的定值进行比较。
2.二次谐波衰减原理
（二）基于波形特征的识别方法
1.间断角原理，通过检测涌流波形中间断角的大小来识别励 磁涌流
2.波形对称原理，利用差电流导数波形的前半波和后半波进 行对称比较来判断是否发生励磁涌流。若不对称则为励磁涌流。
signals 2
6 Multimeter
450 MVA 500 -230 kV Three -Phab
C
c
A B C Three -Phase Fault
Continuous powergui
signals 3 signals 4 signals 5 signals 6 signals 7
不考虑剩磁时励磁涌流仿真结果(α=0)
磁通变化规律
励磁电流变化规律
不考虑剩磁时励磁涌流仿真结果(α=pi/2)
磁通变化规律
励磁电流变化规律
励磁涌流间断性尖顶波谐波分析结果
励磁涌流电流所具有的特征
1. 励磁涌流的幅值大
2.任何情况下空载投入变压器，至少两相出现励磁涌流
3.含有很大的非周期分量，饱和越严重，非周期分量越大
（五）差有功法
变压器正常运行时，消耗的有功极小，当发生励磁涌流时， 由于变压器存储磁能，第一周期消耗的有功较大，第二周期则 消耗的较小。但是，当发生内部短路造成绝缘击穿时，变压器 则消耗很大的有功，不会出现差有功，据此即可判断是否发生 励磁涌流。
现有的励磁涌流的识别方法
（六）基于智能理论的判别方法
变压器最严重的磁过饱和情况
电力变压器的励磁涌流判据
1.电流波形特征识别法
1.1二次谐波制动原理
二次谐波制动法是计算差流中的二次谐波分量，若其值较大则判定为涌流，常用的判别式为：
式中：Id2和
二次谐波制动原理简单明了，有多年的运行经验，目前国内外实际投入运行的微机变压器保护大都采用该原理。但是，采用二次谐波制动原理的变压器保护，面临着以下几个问题：
差动保护一直是电力变压器的主保护，其理论根据是基尔霍夫电流定律，对于纯电路设备，差动保护无懈可击。但是，对于变压器而言，由于内部磁路的联系，本质上不再满足基尔霍夫电流定律，变压器励磁电流成了差动保护不平衡电流的一种来源。大型电力变压器正常运行时的励磁电流通常低于额定电流的1%，所以适当设定差动保护动作值仍可准确区分变压器内部故障与外部故障。但是，电力变压器运行条件复杂，过励磁时励磁电流可达额定电流的水平，空载合闸或者变压器外部短路被突然切除而端电压突然恢复时，暂态励磁电流（即励磁涌流）的大小有时可与短路电流相比拟。这样大的不平衡电流必然导致差动保护误动，为此，变压器差动保护的主要矛盾一直集中在准确鉴别励磁涌流和内部故障电流上。
为消除剩磁不确定性的影响，采用ψ-id曲线斜率dψ/did，区分励磁涌流和内部故障电流，如图1所示。变压器正常运行于未饱和时，数值较大且为一常数；铁心饱和时，数值较小；发生励磁涌流时，铁心交替饱和，将在大值与小值间周期变化；而内部故障时，数值较小且为常数
励磁涌流产生的原因及应对策略(通用版)
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改励磁涌流产生的原因及应对策略(通用版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes励磁涌流产生的原因及应对策略(通用版)随着经济的发展，电业因其无污染等特点被广泛应用到社会的各方面，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人民生命财产的安全。
本文从变压器励磁涌流释义开始、随后就变压器励磁涌流产生原因进行了分析研究，最后就变压器励磁涌流的应对策略提出了很好的意见。
变压器的励磁电流是只流入变压器接通电源一侧绕组的，对纵差保护回路来说，励磁电流的存在就相当于变压器内部故障时的短路电流。
因此，它必然给纵差保护的正确工作带来影响。
下面笔者结合工作实际谈一下励磁涌流产生的原理及应对策略。
变压器励磁涌流释义1.1励磁涌流的定义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。
1.2变压器励磁涌流的特点1.2.1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。
1.2.2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。
1.2.3一般情况下，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。
变压器空载启动产生大电流
变压器空载启动产生大电流？
变压器空载启动产生大电流，造成跳闸，请问是什么原理，如何预防和解决！谢谢
最佳答案
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,其总磁通远远超过铁芯的饱和磁通量,因此产生较大的涌流,其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍.励磁涌流与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阻抗等因素有关.最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点的瞬间(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5-10S,小容量变压器约为0.2S左右.
变压器在空载合闸时会出现激磁涌流。
其大小可达稳态激磁电流的80~100倍，或额定电流的6~8倍。
涌流对变压器本身不会造成大的危害，但在某些情况下能造成电波动，如不采取相应措施，可能使变压器过电流或差动继电保护误动作。
1000KVA的变压器工作电流是多少？计算公式怎么列
可以用经验公式：10KV/0.4KV变压器低压侧I=1.5S(变压器容量*1.5）高压侧I=0.06S（变压器容量*0.06）
或：I=S/U*cos（变压器容量1000除以电压0.4再乘以功率因数）
变压器空载电流偏大是什么原因？？空载损耗计算公式！具体需要哪些参数？
变压器的工作电流I=变压器容量/低压侧电压U×功率因数cosφ。
变压器励磁涌流产生原因及解决方法
存在的磁通。
当磁路处于饱和状态时， 磁路中往往存在着一
个引起饱和的磁通值， 当磁路中的磁通总和大于饱
和磁通值时， 磁路就会处于一种饱和状态， 进而产
生励磁涌流。
图 １ 预充磁单元原理
２ ２ 合闸回路串联阻尼电阻
在变压器进线回路处串联接入一套阻尼电阻，
２ 励磁涌流处理方法
通过增大回路中的电阻值， 来减小变压器铁芯上的
二次侧上的电压突然增加， 在某一阶段会产生励磁
涌流， 其最大电流值可以达到变压器额定电流的 ８
个用电设备回路中的所有磁链总和在换路的瞬间时
刻 （ ｔ ＝ ０） 是不变的， 即在一个用电设备回路中换
分量和 １ 次、 ２ 次谐波电流， 容易使后台保护设备
所有电感磁链的总和。
～ １０ 倍 ［２］ 。 此外， 励磁涌流往往含有较高的直流
充磁的方法来消除瞬时涌流， 预充磁单元的连接点
行 ７０ 余次， 未出现过一次保护装置误动作情况。
置的移相变压器就增装了一套预充磁装置， 通过预
利完成合闸操作。 在此方法下， 经过对变压器合闸运
Ａ 可选择在变压器的任意一个二次侧线圈出线处，
２ ３ 加装涌流抑制器
到 １９８０ Ｖ， 使变压器的二次侧电压值与变频装置
消除了励磁涌流。
变压器各电源侧的涌流抑制器应预先设置该侧以某
４６
２０２１ 年
第 ４２ 卷第 ２ 期
东北电力技术
预充磁来改变合闸相位角、 串联阻尼电阻削减涌流
和加装涌流抑制器进行考虑， 在实际运用中还要结
合设备的设计选型、 现场设备安装要求和变压器性
能等情况。
ｂ
当剩磁、 偏磁、 稳态磁通之和超过饱和磁
式、 不同断路器控制方式的变压器设计出来的一套
变压器励磁涌流
变压器励磁涌流
励磁涌流及其特点
励磁涌流是由于变压器铁芯严重饱和产生的。下图为 三绕组变压器空载合闸励磁涌流。
变压器励磁涌流
励磁涌流及其特点 对于空投励磁涌流，当空载变压器合闸时，某一侧突 然加上电源电压，由于铁芯中磁通不能突变，因此出 现非周期分量磁通，从而增大的暂态铁芯磁通使铁芯 严重饱和，变压器励磁电感降低，相应出现数值很大 的励磁电流。励磁涌流的大小与空载合闸电压初相角， 电源电压和系统阻抗大小、铁芯材质和型式、剩磁大 小和方向及饱和磁通大小、TA传变特性有关，对于三 相变压器还与三相绕组的接线方式等有关。大量文献 和现场实际数据分析表明，励磁涌流具有如下特点：
变压器励磁涌流
励磁涌流及其特点 1）励磁涌流波形明显偏于时间轴一侧，含有很大的非 周期分量电流，励磁涌流数值大且随时间衰减，衰减 时间与变压器和电网时间常数有关，中小变压器涌流 倍数大，衰减较快（可达10Ie，衰减时间0.5~1s），大 型变压器涌流倍数较小，衰减慢（4~6 Ie，2~3s，甚至 1min） 2）励磁涌流中含有大量的高次谐波分量，其中以二次 谐波分量电流为主。对于三相变压器，三相二次谐波 大小不同，但总有至少一相的二次谐波较大。但也有 一相可能出现近似对称性涌流，谐波含量很低。
大型变压器励磁涌流分析及保护误动预防措施
大型变压器励磁涌流分析及保护误动预防措施发表时间：2020-12-31T12:39:39.487Z 来源：《中国电业》2020年第22期作者：李钰真[导读] 本文从生产实际工作出发，较为详细地分析了变压器空载合闸过程中，李钰真大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂北京 100041摘要：本文从生产实际工作出发，较为详细地分析了变压器空载合闸过程中，产生励磁涌流及和应涌流的原因、特点，以及由此产生的影响，并提出了多种现场目前可以采取的防范措施。
关键词：变压器 ?剩磁偏磁空载合闸励磁涌流和应涌流继电保护?? 差动保护预防措施1. 引言变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于电能的传输，是交流电输配系统中的重要电气设备。
当变压器空载合闸时，会产生很大的电流，通常被称为励磁涌流。
目前国内外的大型发电企业电气接线方式多是同一高压母线上级联多台变压器为主。
在这种接线方式下，当一台变压器空载合闸时，其产生的励磁涌流容易引起运行中的主变压器及其级联的高压厂用变压器、甚至发电机继电保护装置出现保护误动引起机组或发变组跳闸。
本文深入分析了变压器空投时励磁涌流产生的原因，并提出了降低励磁涌流的常用措施，以及励磁涌流产生后，防止继电保护装置误动的预防措施。
2. 励磁涌流及和应涌流产生的原因分析当电厂或变电站内母线上设计连接两台或多台大型变压器时，如果其中一台变压器进行空载合闸，在该变压器铁芯中将产生各种磁通，这些磁通主要是指稳态磁通、偏磁和剩磁。
其中，稳态磁通的数值和电源电压有关。
2.1 偏磁产生的原因分析变压器任一侧绕组感受电压突变的瞬间，根据磁链守恒定律（楞次定律），任何电感线圈磁路中的磁链将维持不变。
由此可写出初级绕组的电压方程即电源投入瞬间变压器磁路中的磁通除了含有余弦波形的稳态值-ΦmCosωt磁通外，还有一个数值为稳态磁通幅值Φm的偏磁Φp。
对有损（R1>0）变压器则会按绕组的时间常数衰减，L1为初级绕组的电感。
变压器励磁涌流
变压器上一合上额定电压与额定频率的电源时，在空载的变压器合闸间，处于过渡过程的非对称合闸空载电流叫激磁涌流，作用时间很短，逐渐衰减到稳态空载电流，涌流峰值按指数曲线衰减，其时间常数为合闸侧绕组电感量与电阻量之比。
小容量变压器在涌流时间常数较小，即很快过渡到稳态空载电流，而大容量变压器的涌流时间较大，要有一过程才过渡到稳态空载电流。
如果这个过程不导致变压器过流动作，一般没什么影响，如果导致变压器过流动作的话，一个可以适当增加过流动作电流，第二个重新投运一次。
当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时、变压器可能出现数储很大的励磁电(又称为励磁涌流＞。
这是因为在稳态工作情况下，铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，如果空载合闸时，正好在电压瞬时值U＝0时接通电路，则铁心中应该具有磁通-Φm。
但是由于铁心中的磁通不能突变，但此，将出现一个非周期分量的磁通+Φm。
这样在经过半个周期以后，铁心中的磁通就达到2Φm，。
如果铁心中还有剩兹通Φs，则总磁通将为2Φm +Φs，?吨，此时变压器的铁心严重饱和,励磁电流IL将剧烈增大，此电流就称为变压器的励磁涌流ILY．其数值最大可达额定电流的6—8倍，同时包含有大量的非周期分量和高次谐波分量，励磁涌流的大小和衰减时间，与外加电压的相位、铁心中剩磁的大小和方向、电源容量的大小、回路的阻抗以及变压器的容量的大小和铁心性质等都有关系。
例如，正好在电压瞬时值为最大时合闸，就不会出现励磁涌流，而只有正常时的励磁电流。
对三相变压器而言．无论在任何瞬间合闸，至少有两相要出现程度不同的励磁涌流变压器线圈中，励磁电流和磁通的关系，由磁化特性决定，铁芯愈饱合，产生一定的磁通所需要的励磁电流愈大。
由于在正常情况下，铁芯中的磁通就已饱合，如在不利条件下合闸，铁芯中磁通密度最大值可达两倍的正常值，铁芯饱和将非常严重，使其导磁数减小，励磁电抗大大减小，因而励磁电流数值大增，由磁化特性决定的电流波形很尖，这个冲击电流可超过变压器额定电流的6--8倍。
励磁涌流对变压器差动保护的影响分析及对策探讨
励磁涌流对变压器差动保护的影响分析及对策探讨摘要:在变压器差动保护产生可靠动作的过程中，励磁涌流是否具有准确度较高的鉴别是核心关键内容。
本文以此为基础，深入探讨励磁涌流对变压器差动保护的影响，并且提出对应的对策建议，首先对变压器可产生励磁涌流的原因进行具体阐述，并叙述变压器差动保护过程中励磁涌流对其可靠性产生的影响，最后针对目前现状提出对应的改进与优化建议。
关键词：励磁涌流；变压器差动保护；二次谐波制动；可靠性一、变压器励磁涌流概述(一)励磁涌流的产生原因励磁涌流的产生原因，一般而言具有以下两种:第一，如果变压器的某一侧电压突然增大时，变压器内部的铁芯会因剩磁与突变电压量的合并作用而饱和，这种饱和状态会促进励磁涌流产生。
第二，如果在变压器处于空载状态时进行合闸操作，要么合闸一侧的电压会突然增大。
在工作人员完成外部故障切除后，故障一侧的电压同样会突然增大，由此会促进励磁涌流产生，并且此时的励磁涌流较大。
(二)励磁涌流的特点励磁涌流的特征较为显著，分别为:包含二次谐波、一次波形间断角相对而言较为显著。
其中，励磁涌流包含许多非周期分量与高次谐波，而二次谐波是其高次谐波中最大的，并且二次谐波在其他工况状态下出现频率相对较低。
二、励磁涌流对变压器差动保护的影响据相关调查可知，若变压器差动保护产生不平衡电流时，导致这一情况的影响因素相对较多，其中最为关键也最为主要的因素为励磁涌流，此时的励磁涌流主要由变压器处于空载状态时进行合闸操作或者外部故障切除后恢复电力供应所产生的。
变压器此时的励磁电流与额定电流相比，大小往往可达到几十倍，由于励磁电流是通过变压器的电源一侧流过，而负荷测没有开路电流，因此励磁涌流会逐渐流入差动回路。
如果变压器的差动保护无法避免励磁涌动，与其临近接触就会引发差动保护误动作。
如果实际情况为变压器差动保护应用二次谐波制动或者应用更高次的谐波制动，在发生因不同情况而导致的内部短路时，例如因超高压远距离输电线路故障、超高压电缆对低电容、大容量无功补偿电容等，电流互感器会处于饱和状态，从而使得短路电流出现波形畸变，由此最终导致产生接近二次的谐波电流或者接近四次的谐波电流。