2.1.1励磁涌流产生原因?变压器具有专门的励磁支路,并且励磁电流只流过变压器的一侧,如图2.1所示,由图可知,励磁电流反映到纵联差动保护中没有达到平衡,也就是说励磁电流导致了纵联差动保护中的电流无法达到平衡。图2.1单相变压器折算到一次侧等值电路励磁电流在正常运行的情况下值很小,一半不超过额定电流的5%,发生外部故障时,由于电压降低了,励磁电流也会随之减小。也就是说励磁电流在正常运行和外部故障时导致的不平衡电流很小,对纵联差动保护的影响不大,往往忽略不计。但是当变压器空载投入以及故障被切除后电压恢复时,都会出现数值很大的励磁电流,称为励磁涌流。变压器稳态运行时,忽略变压器的漏阻抗和绕组的电阻,我们设变压器的匝数为1,那么电压和磁通的关系用标幺值可表示为:(2.1)如图2.2所示。设绕组的端电压为变压器空载合闸时,由电压u和磁通之间的微分关系可得:?+c?(2.2)?其中(2.3)?式中,C是积分常数,由于变压器铁芯中的磁通无法突变,设变压器空载瞬间铁芯的剩磁为,那么积分常数,于是有(2.4)其中,第一项是稳态磁通,第二项和第三项为瞬时磁通,若不忽略变压器损耗,瞬时磁通随时间呈衰减趋势。设与同相位,铁芯磁通将在空载合闸之后的半个周期到最大值,最大值为,可以看出,当电压为零的时候,空载合闸产生的最大磁通为,其值已远远大于变压器的饱和磁通,如图2.3所示。图2.2磁通与电压关系图2.3电压过零点时磁通与电压关系2.1.2影响变压器励磁涌流的因素?当铁芯饱和之前,励磁电流很小,可以忽略不计,当铁芯饱和之后,励磁电流将急剧增大,幅值可达到额定电流的6到8倍,此电流称为励磁涌流。?研究表明,影响变压器励磁涌流波形特征的因素有:?(1)合闸瞬间的初相角的大小,铁芯中剩磁的大小以及方向;?(2)铁芯的材质以及变压器硅钢片的安装水平;?(3)回路阻抗以及变压器容量;?(4)电源的容量大小;
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