关于变压器合闸励磁涌流的分析及抑制的知识详解

涌流抑制技术方法：

由于励磁涌流对变压器运行带来各种不利影响，电力工作者在大量研究和试验的基础上，提出了多种抑制励磁涌流的方法。可分为两类：一类是在变压器外部采取一些补救措施，通过外部控制抑制励磁涌流;另一类是改变变压器内部结构，从励磁原理出发，通过内部控制达到抑制励磁涌流的目的变压器铁心。具体方法如下。

(1) 变压器低压侧并联电容器的方法

励磁涌流是由变压器磁通饱和引起的。如果采取措施限制磁芯的磁通达到饱和点，则可以削弱或消除励磁涌流。在此基础上，提出了变压器低压侧并联电容法。当变压器低压侧并联一定电容时，变压器低压侧产生的磁通量与高压侧磁通量相反，对主磁通量起退磁作用，达到抑制涌流。

(2) 控制三相开关的合闸速度

由于合闸时施加交流电压的峰值为较大值，变压器不会产生励磁涌流特性，通过控制三相开关合闸的角度(时间)可以抑制励磁电流。当变压器内部无剩磁时，可在施加电压的峰值处闭合，即闭合角为90°时，变压器内部产生的磁通量接近于零，相应的励磁涌流很小。但在大多数情况下，当变压器切断电源后，变压器内部会产生剩磁，这可以看作是预期的磁通量。变压器的较佳闭合点是期望磁通量等于剩余磁通量时。

(3) 相位选择和相关

根据变压器励磁涌流的影响因素，变压器励磁涌流的大小与合闸初始相位角有很大关系。控制三相开关的合闸时间，即控制三相开关的初始相位角，是减小励磁涌流幅值的有效方法。根据变压器三相绕组的选相方法和剩磁形式，可采用两种合闸策略。

① 快速关断策略：快速关断是指当一相的相角等于90°时，另两相在1/4工频循环后关断。如果三相绕组中没有剩磁，则在较佳时间A相闭合，即相位角为90°时，A相产生的磁通较小，B、C相产生的磁通为较大磁通的1/2，其相位比A相提前180°。此时，B、C相的较佳时间合闸是在1/4的工频循环后，为了保证B相和C相的合闸，绕组中的磁通量在正常范围内，从而消除或削弱励磁涌流。快速闭合适用于三相绕组中的剩磁为零，三相独立控制为闭合的情况。

② 延时合闸策略：延时合闸策略利用变压器铁心磁通的平衡功能。如果A相先闭合，B相和C相产生的感应通量是不同的，如图3所示。B相和C相的感应磁通从它们的剩磁开始沿它们的磁滞回线在同一方向移动。然后C相首先达到饱和点，而B相仍然处于其滞后环(不饱和区)的线性部分。此时，由于变压器的非线性，c相绕组的电感将大于B相绕组的电感。因此，B相绕组的磁通迅速增加，使得C相和B相的磁通趋于相等，从而消除了两相剩磁的影响。这也被称为磁芯通量的平衡。

③ 同时，闭合策略：此闭合策略仅适用于大剩磁情况。在实施该方案时，需要事先了解三相剩磁的具体情况，但不需要三相独立控制断路器。

(4) 改进的中性点串联电阻法

改进的中性点串联电阻法是一种简单、经济的降低空载合闸变压器涌流的方法，即在变压器中性点串联一个电阻，三相延时合闸空载变压器。从理论上分析了励磁涌流峰值随中性点电阻值的变化曲线。但抑制效果与三相线路串联电阻法相似，对合闸时间没有准确要求。

(5) 改变变压器绕组的分布

当变压器产生励磁涌流时，变压器铁心处于饱和状态，磁导率接近真空状态，则变压器原边可视为空心线圈，相当于铁心移出绕组，。磁通线延伸到地核外。变压器原绕组由内向外移动时，相应的截面面积增大，空心线圈的电感与截面面积成正比，励磁涌流与空心电感成反比，从而抑制励磁涌流。这样，可以通过改变变压器一次或二次绕组的分布来抑制励磁涌流，从而增加暂态或励磁涌流的等效电感。

(6) 内部接地电阻

由于变压器空载合闸时三相励磁涌流不平衡，在三相变压器中性点接地电阻承受不平衡电流，使变压器的励磁涌流衰减，同时接地电阻也会削弱施加在变压器上的电压变压器铁心，防止铁心饱和。该方法应与上一种方法相结合，可将励磁涌流幅值抑制到百分之四十。

(7) 串联电阻

当变压器闭合时，可以通过在变压器输入端和电网之间串联适当的电阻来限制冲击电流。当冲击电流在额定电流范围内时，可以切断限流电阻。串联电阻法能有效地限制冲击电流，有利于冲击电流的快速衰减。

以上就是关于变压器合闸励磁涌流的分析及抑制的知识详解，希望这篇文章能够对大家有所帮助。

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