考虑变压器励磁涌流影响的保护整定

日期:2020-02-12编辑作者:公司简介

  设备的正常运行。为了保证定值整定的正确性,在此通过对产生的原因和特点进行理论分析,结合误动作的实例,对变压器冲击过程中相关定值整定的原则进行了探讨。变压器带负荷在定值的整定过程中要的幅值、谐波含量和衰减时间以厦负序电压的幅值和衰减时间的

  新投入运行的变压器,除按交接试验标准做一些必需的试验及保护、二次方面的试验外,在正式投入前,通常都要做空载全电压合闸冲击试验。变压器带负荷做空载合闸冲击试验的目的是:检查变压器的相关保护是否误动。带电投入空载变压器时,会产生励磁涌流,其值可达6~8倍额定电流。励磁涌流开始衰减较快,一般经0.5~1 s即可减至0.25~0.5倍额定电流,但全部衰减完毕时间较长,中小变压器约几秒,大型变压器可达10~20 s,故励磁涌流衰减初期,往往使差动保护误动,造成变压器不能投入。因此,空载冲击合闸时,在励磁涌流作用下,可对差动保护的接线、特性、定值进行实际检查,并作出该保护可否投入的评价和结论。

  忽略变压器及合闸回路电阻的影响,且电源电压的波形为正弦波,则空投瞬间变压器铁心中的磁通与外加电压的关系为:

  式中:N为变压器空投侧绕组的匝数;为铁心中的磁通;Um为电源电压的幅值;为合闸角;为角速率,当频率为50 Hz时,=314。

  ;T为时间常数,与合闸回路的损耗及感抗有关。式(2)中的第一项为磁通的强迫分量;第二项为磁通的自由分量或衰减分量。

  由式(2)可以看出,在空投变压器的瞬间,铁心中的磁通由三部分组成,即强迫磁通mcos(t+)、剩磁通s及决定于合闸角的磁通mcos。根据式(2)及不考虑自由分量或衰减分量,并设合闸角=0,剩余磁通s=0.9m时,在合闸瞬间变压器铁心中的综合磁通变化曲线中,曲线①为外加电压波形;曲线②为铁心中的强迫磁通(或稳定磁通)波形;曲线③为空投变压器时铁心中的综合磁通波形。

  可以看出,当初始合闸角等于0,变压器铁心中的剩余磁通s=0.9时,铁心中的最大磁通达2.9m,从而使变压器铁心严重饱和,励磁电流猛增,即产生所谓励磁涌流。

  由式(2)可以看出,空投变压器时,铁心中磁通的大小与m,cos及s有关,而励磁涌流的大小与铁心中磁通的大小有关。磁通越大,铁心越饱和,励磁涌流就越大。因此,影响励磁涌流大小的因素主要有:

  (1)电源电压。变压器合闸后,铁心中强迫磁通的幅值m=Um/N。因此,电源电压越高,m越大,励磁涌流越大。

  合闸之前,变压器铁心中的剩余磁通越大,励磁涌流就越大。另外,当剩余磁通Bs的方向与合闸之后mcos的方向相同时,励磁涌流就大,反之亦反。

  此外,励磁涌流的大小,尚与变压器的结构、铁心材料及设计的工作磁密度有关。变压器的容量越小,空投时励磁涌流与其额定电流之比就越大。

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关键词: 变压器带负荷

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