浅谈变压器励磁涌流闭锁的方法

时间：2024-05-04

邢艳荣1 秦佳伟2

1.乌海职业技术学院 2.内蒙古君正能源化工股份有限公司

浅谈变压器励磁涌流闭锁的方法

邢艳荣1 秦佳伟2

1.乌海职业技术学院 2.内蒙古君正能源化工股份有限公司

电力变压器现在广泛应用于电力系统中，主要作用是升高或降低电压，是电力系统不可或缺的重要设备。随着使用电压等级也逐渐提高，现场运行方式的改变，使得变压器在运行方式改变时出现励磁涌流，保护动作的正确率有下降趋势，存在保护误动的情况。因此对变压器主保护的差动保护进行更为深入、细致的研究，设计出涌流闭锁的对策有着十分重要的现实意义。

变压器励磁涌流闭锁

1 三相变压器励磁涌流的特点

对三相变压器的励磁涌流进行有效的分析是很麻烦的事,由于三相电流存在不同的初相角,这就造成了对励磁涌流进行分析的复杂程度。通过捕捉到的励磁涌流的波形可以清晰地看出，它的波形非常的不具有规则性，很难看出它到底是什么样的函数的波形，但是将采集到的波形的图进行频谱的分析，也就是进行频率的分解，就可以看出是很多种频率的波形的几何体，是一个波形的集合。除此之外，不管是在进行分析还是在进行测得的图形的观察上都可以看到有断裂存在，这就称为是间断角。由于存在着间断角，根据频率谱的分析和分解就可以看到有很多的不同的频率的波形存在。这些不是50Hz的频率的波形都是杂波，也就是干扰的信号，这是我们所要消除掉的。再进一步的对所分解出来的波形进行分析就可以看出来，这里面最多的就是100Hz的波形。

三相变压器涌流的特点：①在励磁涌流的谐波分解中，二次谐波的含量较多。在三相中呈现了不同的特点，有一相的二次谐波最多，另外两相较少。②变压器三相电流之间存在120°的电位差。涌流在α=±30°并非α=0°时值最大。③涌流的波形不连续，有间断角，且在对称时，间断角为最小。涌流的正向和反向最大值之间的波宽是120°。④励磁涌流有对称性的也有非对称型的，其中，对称性的励磁涌流很微弱，几乎检测不到，但是非对称性涌流中含有大量的非周期分量。

2 励磁涌流对变压器差动保护的影响

在影响变压器差动保护出线不平衡电流的众多因素当中，以变压器空载合闸或外部故障切除所产生的励磁涌流最为严重。其表现主要体现在两个方面，一方面是励磁涌流只存在于变压器的电源侧，而负载侧由于开路没有电流流过，另一方面是励磁涌流的大小可以达到变压器额定电流的几倍甚至是几十倍。如果不能正确识别或者抑制励磁涌流，其流入差动保护回路后就将会造成差动保护误动。除了产生误动对变压器差动保护造成不利影响以外，励磁涌流还有可能对差动保护造成拒动或延缓动作的情况。

3 励磁涌流闭锁的方法

内部故障和励磁涌流比较难以进行准确的区别，一般情况下，人们采用谐波识别法，也就是将电压和电流中的谐波进行分析。

3.1 谐波电压鉴别励磁涌流

这种方法就是采用的是变压器的自身结构的特性进行分析的。变压器是一种非常复杂的结构，里面有绕组线圈，还有铁芯的部分，在变压器进行工作时，可以将电压的大小进行随意的变化，这就需要电磁感应来完成。因为有磁滞效应，所以在变压器进行工作时就会出现磁场出现饱和的现象。在磁场出现了饱和的情况时，就会使得电流中的电流的波形发生非常明显的改变。这种改变是由各种频率的谐波所导致的。正因为如此，就可以利用电压的谐波的存在与否来进行合理的判断。

V1—电压基波幅值；

V th、Tth—门槛值。

Vk—电压初始采样值；

V1k—基波分量计算采样值。

当V1＜Vth时，但均可由Tsum＞Tth制动住。在发生了LC谐振时，该方法不能够准确地发现，这是这一方法的缺点。通过使用三相或门跳闸措施可以明显的改善其速动性。

3.2 二次谐波电流鉴别励磁涌流

这种方法的基本原理是利用励磁涌流在产生的时候会有一些列的特点，除了有电压上的不同外还有很多电流上的不同。在正常的工作情况之下，变压器的电流一般都是标准的正弦波的波形，当然因为在实际的情况下，有各种的非线性的因素的各种干扰作用，就会使得电流的波形不是很理想的正弦的形状，但是总体上是非常接近的，那些干扰的波形的含量都在可以忽略的范围之内。但是在出现了励磁涌流的时候就不同了，这个时候的电压的波形就会是含有各种的频率的波形在同一时间存在着，在数学上的方法进行分析就是各种波行的相互叠加的结果，不过这只是在数学上进行分析的结果，在实际的物理的表示上却并不是这样的。这样，根据数学模型的计算，运行设备的基本属性就可以的出来电流的变化，在现行的系统中，电流的大小和方向和电压的是一致的，只是在相位的差值上有不同。这样就可以分析电流的波形的形状来做成出相应的判断。