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镇江变压器合闸时的励磁涌流现象分析

镇江变压器合闸时的励磁涌流现象分析

镇江变压器合闸时的励磁涌流现象分析

1概述
镇江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。当镇江变压器合闸时,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
当合上断路器给镇江变压器充电时,有时可以看到镇江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,镇江变压器容量越大,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,******可达额定电流的8~10倍。当整定一台断路器控制一台镇江变压器时,其速断可按镇江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******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******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,镇江变压器不会产生励磁涌流。
  


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3.2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******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1/2T时,两个磁通相加达******值,Φ波形的******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***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。

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镇江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。由于在***不利的合闸瞬间,铁芯中磁通密度******值可达2Φm,这时铁芯的饱和情况将非常严重,因而励磁电流的数值大增,这就是镇江变压器励磁涌流的由来。励磁涌流比镇江变压器的空载电流大100倍左右,在不考虑绕组电阻的情况下,电流的峰值出现在合闸后经过半周的瞬间。但是,由于绕组具有电阻,这个电流是要随时间衰减的。对于容量小的镇江变压器衰减得快,约几个周波即达到稳定,大型镇江变压器衰减得慢,全部衰减持续时间可达几十秒。
综上所述,励磁涌流和铁芯饱和程度有关,同时铁芯的剩磁和合闸时电压的相角可以影响其大小。

4励磁涌流的影响
励磁涌流对镇江变压器并无危险,因为这个冲击电流存在的时间很短。当然,对镇江变压器多次连续合闸充电也是不好的,因为大电流的多次冲击,会引起绕组间的机械力作用,可能逐渐使其固定物松动。此外,励磁涌流有可能引起镇江变压器的差动保护动作,故进行镇江变压器操作时应当注意。

镇江变压器合闸时的励磁涌流现象分析 2018-04-17 本文被阅读 522 次
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