励磁涌流产生的原因
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。
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别:由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时,两侧二次电流相等.变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法1）励磁涌流在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6~8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为—Φm。
但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr,其幅值为如图8-6所示.此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流.-3）励磁涌流的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主.③励磁涌流的波形出现间断角.4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③利用间断角原理构成的变压器差动保护;④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护.2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此,变压器两侧电流的相位差为30°,如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
差动保护的工作原理
1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别:由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵差动保护的正确工作,须适当选择各侧电流互感器的变比,及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等. 例如图8—5所示的双绕组变压器,应使8。
3.2变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
（2)产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°,在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm.但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm,如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。
此时变压器铁芯将严重饱和,通过图8—7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6~8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量,使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。
③励磁涌流的波形出现间断角。
表8-1 励磁涌流实验数据举例（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③利用间断角原理构成的变压器差动保护；④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。
2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y,d11接线方式，因此,变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
10KV线路中励磁涌流问题的探讨
10KV线路中励磁涌流问题的探讨10KV线路中励磁涌流问题的探讨摘要：电力系统中，有时会碰到10KV线路在检修或者限电后恢复运行时，出现继电保护动作，开关跳闸，而运行人员在巡线后又找不到故障点，这时我们往往会忽略励磁涌流，而这种情况很有可能就是由励磁涌流引起的。
关键词：励磁涌流继电保护误动在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起，其覆盖的地域极其辽阔，运行环境极其复杂以及各种认为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。
但有时会碰到这样的情况：一条10KV线路在检修或者限电后恢复运行时，出现继电保护动作、开关跳闸，而运行人员在巡线后又找不到故障点，这时我们往往会忽略励磁涌流，而这种情况很有可能就是由励磁涌流引起的。
1、励磁涌流的产生及特点：当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，就有可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。
这时因为变压器空载时其铁心中的磁通不能突变，此时将出现一个非周期分量磁通，使变压器铁芯饱和，励磁电流将急剧增大。
变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6~8倍，其中包含有大量的非周期分量和高次谐波分量，并以一定时间系数衰减。
励磁涌流的大小和衰减时间跟变压器的容量大小、变压器安装地点与电源的电器距离、电力系统的容量大小、铁心中剩磁的大小和方向及铁心的性质都有关系。
变压器容量大，产生历次涌流倍数小，但励磁涌流时间常数大，存在时间长，有时要经过数秒甚至几分钟后才能会衰减到正常值。
2、线路中励磁涌流对继电保护装置的影响：一条10KV线路装有大量的变压器，在线路改运行时，这些变压器都挂在线路上，在合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程，在系统阻抗较小时，会出现较大的励磁涌流，时间常数也较大。
一般10KV线路的主保护是采用三段式电流保护，即瞬时电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护。
瞬时电流速断保护和过电流保护。
变压器励磁涌流抑制原理及现场应用优化
专版研究园地变压器励磁涌流抑制原理及现场应用优化文/王洪猛在长期调试过程中，因主变压器反送电未躲开励磁涌流而导致主变压器差动保护误动作以及投运机组在相邻主变空载合闸时，受和应涌流影响导致发电机差动保护误动跳机的事件时有发生，现有保护装置励磁涌流闭锁主要采用二次谐波制动闭锁原理和波形识别原理，但在实际运用中仍存在局限性。
为提高发电机组的运行可靠性，保障电网安全，避免同类不正确动作事件的再次发生，广东省电力调度中心曾发文要求为防止变压器合闸时励磁涌流过大导致误跳机，600MW及以上容量的发电机组应在合闸前进行消磁处理并增设励磁涌流抑制装置，否则将影响机组正常并网。
１ 变压器空载合闸产生励磁涌流的原因设变压器高压侧电压：，由得（如图1），在合闸瞬间变压器铁芯中产生的磁通：，其中。
t=0，时合闸：立即进入稳态运行，无励磁涌流。
t=0，α=0时合闸：，从t=0经半个周期，达最大值，，可达稳态量2倍，此时再考虑变压器存在剩磁的情况，励磁涌流约可达到变压器额定电流的6倍（如图2）。
当变压器空投时励磁涌流只会在变压器高压侧产生，主变压器高压侧励磁涌流经电流互感器变换后输入变压器保护装置，极有可能引起差动保护误动。
1I U1Фe1图1 励磁涌流原理图2 变压器励磁涌流的产生机理２ 变压器励磁涌流的特点励磁涌流有以下特点：（1）励磁涌流含有数值很大的高次谐波分量，以二次谐波和三次谐波为主。
（2）包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于时间轴的一侧。
（3）励磁涌流波形出现间断，有明显的间断角，一般在60°左右。
（4）励磁涌流在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢。
３ 防止励磁涌流影响的方法传统防止励磁涌流影响的方法主要有两种。
3.1 采用保护识别方法（1）根据波形识别原理，在变压器内部故障时，各侧电流经互感器变换后，差流基本上是工频正弦波，而励磁涌流波形是间断不对称的。
（2）利用二次谐波与基波的比值作为励磁涌流判据，一般推荐谐波制动比整定为15%，防止保护拒动。
变压器励磁涌流问题分析及对策
作者简介院汪明渊1983耀冤袁男袁本科袁工学学士袁高级工程师袁从事发电厂电气技术管理工作遥
统工程袁2018渊11冤院119. 3 周永亮袁万丽君袁邢帆帆.变压器励磁涌流的算法分析咱J暂.通信电源
技术袁2018渊7冤院94-95.
2 孙凯.单片机控制系统的抗干扰技术咱J暂.宜春学院学报袁2008渊抗干扰技术咱M暂.北京院北京航空航天出版 社袁2001.
4 结语
通过对变压器励磁涌流的特点分析袁 掌握产生励磁涌流 问题的原因尧规律和影响遥 提出一系列预防措施袁使处理策略 能够在实际的问题中进行运用袁并达到良好的处理效果袁保障 变压器运行的安全性和稳定性遥 参考文献 1 王文学.变压器励磁涌流产生机理及抑制措施探讨咱J暂.煤袁2018渊7冤院
81-82. 2 王宝权袁魏碧芳.变压器励磁涌流抑制方法分析及仿真咱J暂.信息系
渊2冤延迟合闸方式遥 延迟合闸方式是先将 A 相进行合闸袁 其他两相 B 和 C 的感应磁通能够从预制相应磁通开始袁 沿着 回线产生相应的变化遥 其中 C 相的磁通饱和状态最先发生袁经 过变压器非线性特征的影响袁使 C 相的绕组电感超过 B 相袁刺 激 B 相磁通的快速增长袁达到 B 和 C 相磁通的一致状态时袁就 能够产生剩磁互相消除的作用遥 延迟合闸与快速合闸的方式 相比袁 主要的差异性在于延迟合闸方式是先将变压器某相进 行合闸袁在 3 个工频周期之后再将其他两相进行合闸遥 对于先 合闸的变压器某相剩磁有所掌握后袁 就能够对其他两相的合 闸进行良好的控制遥
电力系统继电保护原理复习
电力系统继电保护原理1 绪论Δ1、继电保护的作用1）自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。
2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。
Δ2、保护装置的构成的几个环节及其作用答：一般继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。
1）测量比较元件：测量通过被保护的电力元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。
2）逻辑判断元件：根据测量比较元件输出的逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。
3）执行输出元件：根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
3、继电保护的分类1）按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护、电动机保护等。
2）按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等。
3）按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地短路保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等。
4）按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护、微机型保护。
5）继电保护测量值与整定值的关系分类：过量保护（测量值﹥整定值）、欠量保护（测量值﹤整定值）6）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。
Δ6、对电力系统继电保护的基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性(1)选择性、故障点在区内就动作、在区外不动作。
（2分）(2)速动性、保护的动作速度应尽可能快速。
（2分）(3)灵敏性、在规定的保护范围内，保护装置对故障或不正常运行状态的反应能力。
职业技能试卷 — 厂用电值班员(第101套)
一、选择题（共 25 题，每题 1.4 分）：【1】空载变压器受电时引起励磁涌流的原因是（）。
A．线圈对地电容充电B．合闸于电压最大值C．铁芯磁通饱和D．不是上述原因【2】正弦交流电的平均值等于（）倍的有效值。
A．0.637B．0.707C．0.9D．1.732【3】所谓系统的静态稳定性系指（）。
A．系统无故障时间的长短B．系统发电机并列运行的能力C．负荷的固定时间长短D．在某种扰动下能恢复稳定状态的能力【4】依据《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分），在测量高压电缆各相电流时，电缆头线间距离应在（）mm以上，且绝缘良好、测量方便者，方可进行。
A．200B．250C．300D．350【5】把额定电压为220V的灯泡接在110V电源上，灯泡的功率是原来的（）。
A．2倍B．1/2C．1/4D．1/8【6】当厂用系统单相接地时的电容电流达到（）时，应考虑发电机中性点装设消弧线圈。
A．0.5AB．1AC．5AD．10A【7】涡流损耗的大小与频率的（）成正比。
A．大小B．平方C．立方D．方根【8】异步电动机空载时启动电流的幅度与负载时启动电流的幅度（）。
A．前者大于后者B．后者大于前者C．相等D．不一定相等【9】等效电源的电动势就是二端网络的（）。
A．短路电压B．端电压C．开路电压D．在内阻r上的电压【10】把分流器装设在交流回路上测量交流电流时，则接在分流器上的电流表（）。
A．指示正常B．指示偏大C．指示偏小D．无指示【11】变压器铁芯采用硅钢片的主要目的是为了降低（）。
A．杂散损耗B．铜耗C．涡流损耗D．磁滞损耗【12】依据反违章管理规定，“非电工从事电气作业或不具备带电作业资格人员进行带电作业”，属于（）。
A．作业性违章B．装置性违章C．管理性违章D．指挥性违章【13】自耦变压器变比增加，其经济效益（）。
A．差B．好C．无变化D．视负载性质决定【14】当电力系统发生故障时，要求继电保护动作，将靠近故障设备的断路器跳开，用以缩小停电范围，这就是继电保护的（）。
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励磁涌流产生的原因
励磁涌流产生的原因是：励磁涌流的大小与变压器合闸初相
角、剩磁大小、饱和磁通等因素有关。
由于励磁涌流对电力系统会产生很多不利影响，其抑制技术受
到广泛关注。目前，削弱励磁涌流的方法主要有三种：串联电阻；
控制三相开关合闸时间；在变压器低压侧并联电容器。
其中，由于控制三相开关合闸时间从原理上不需要附属设备，
相对另外二种方法有一定优势。
从仿真结果来看，控制三相开关合闸时间能够有效抑制励磁涌
流的幅值。