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变压器的励磁涌流(激磁电流)仅流经变压器的某一侧。稳态运行时,变压
器的励磁电流不大,
只有额定电流的
2-5%
。
当变压器空载投入和外部故障切除
后电压恢复的情况下,
则可能出现很大的励磁电流即励磁涌流。
这个现象的存在
是由于变压器铁心饱和及剩磁的存在引起的,具体分析如下:
当二次侧开路而一次侧接入电网时,一次电路的方程为
u1=umcos(wt+α)=i1R1+N1dφ/dt (1)
u1
:一次电压,
um
:一次电压的峰值,
α
:合闸瞬间的电压初相角,
R1
:变压器一次绕组的电阻,
N1
:变压器一次绕组的匝数,
φ
:
变压器一次侧磁通。
由于
i1R1
相对比较小,在分析瞬态过程初始阶段可以忽略不计
所以
umcos(wt+α)= N1dφ/dt
dφ= ( um/ N1) cos(wt+α) dt
积分,得
φ=( um/ N1) sin(wt+α)+c
φ=φm sin(wt+α)+c φm
为主磁通峰值,
c
为积分常数。
设铁芯无剩磁当
t=0
时,
φ=0
所以
c=-
φmsinα
所以空载合闸磁通为
φ=φm sin(wt+α)
-
φmsinα
由式可得空载合闸磁通的大小与电压的初
相角
α
有关考虑最不利情况
当
α=90
时,电压过零
φ=φm sin(wt+900)
-
φm=φmcoswt
-
φm
磁通有两个分量,周期分量
φmcoswt
与非周期分量
φm
,此时磁通的最
大值为稳态时磁通的
2
倍。如果同时考虑剩磁的影响这个值还要更大些。
我们知道变压器正常情况下是工作在铁芯磁化曲线的膝点附近,
此时铁芯已
接近或略微饱和了。当磁通达到
2
倍
φm
以上时,铁芯就高度饱和了
,
变压器的
励磁电流大幅度增加,可达额定电流的
6~8
倍。励磁涌流的大小和衰减时间与
外加电压,
铁芯的剩磁大小、
方向,
回路阻抗,
变压器的容量和铁芯的性质有关。
电流可达到额定电流的
6~8
倍
,
但时间过程不会太长解决方法
:
将变压器过流保
护动作时间
(
定时限或反时限
)
拉长使变压器在空投时
,
过流保护不动作即可。
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