什麼是勵磁湧流?

General 更新 2023年10月15日

什麼是變壓器的勵磁湧流?

在變壓器空載合閘時產生勵磁湧流,其值高達變壓器額定電流的6-8倍。因為變壓器是磁元件,磁通不能突變,當空載合閘在電源電壓過零一瞬間,一次電流全部成為暫態電流,使變壓器鐵芯高度飽和,勵磁電流劇烈增加,從而形成勵磁湧流。勵磁湧流的特點是:直流分量成分很大丁有大量高次諧波,其中二次諧波佔的比例最大。

變壓器勵磁湧流有哪些特點?

(1) 包含有很大成伐的非週期分量,往往使湧流偏於時間軸的一側。

(2) 包含有大量的高次諧波分量,並以二次諧波為主。

(3) 勵磁湧流波形之間出現間斷。

什麼是勵磁湧流

在變壓器空載合閘時產生勵磁湧流,其值高達變壓器額定電流的6-8倍。因為變壓器是磁元件,磁通不能突變,當空載合閘在電源電壓過零一瞬間,一次電流全部成為暫態電流,使變壓器鐵芯高度飽和,勵磁電流劇烈增加,從而形成勵磁湧流。勵磁湧流的特點是:直流分量成分很大,有大量高次諧波,其中二次諧波佔的比例最大。

勵磁湧流具體是什麼意思?

勵磁湧流

1 概述

變壓器是根據電磁感應原理製成的一種靜止電器,用於把低電壓變成高電壓或把高電壓變成低電壓,是交流電輸配系統中的重要電氣設備。當變壓器合閘時,可能產生很大的電流,本文主要論述該電流的產生和影響。

2 勵磁湧流的特點

當合上斷路器給變壓器充電時,有時可以看到變壓器電流表的指針擺得很大,然後很快返回到正常的空載電流值,這個衝擊電流通常稱之為勵磁湧流,特點如下:

1)湧流含有數值很大的高次諧波分量(主要是二次和三次諧波),因此,勵磁湧流的變化曲線為尖頂波。

2)勵磁湧流的衰減常數與鐵芯的飽和程度有關,飽和越深,電抗越小,衰減越快。因此,在開始瞬間衰減很快,以後逐漸減慢,經0.5~1s後其值不超過(0.25~0.5)In。

3)一般情況下,變壓器容量越大,衰減的持續時間越長,但總的趨勢是湧流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。

4)勵磁湧流的數值很大,最大可達額定電流的8~10倍。當整定一臺斷路器控制一臺變壓器時,其速斷可按變壓器勵磁電流來整定。

3 勵磁湧流的大小

3.1 合閘瞬間電壓為最大值時的磁通變化

在交流電路中,磁通Φ總是落後電壓u90°相位角。如果在合閘瞬間,電壓正好達到最大值時,則磁通的瞬間值正好為零,即在鐵芯裡一開始就建立了穩態磁通,如圖1所示。在這種情況下,變壓器不會產生勵磁湧流。

3.2 合閘瞬間電壓為零值時的磁通變化

當合閘瞬間電壓為零值時,它在鐵芯中所建立的磁通為最大值(-Φm)。可是,由於鐵芯中的磁通不能突變,既然合閘前鐵芯中沒有磁通,這一瞬間仍要保持磁通為零。因此,在鐵芯中就出現一個非週期分量的磁通Φfz,其幅值為Φm。

這時,鐵芯裡的總磁通Φ應看成兩個磁通相加而成,如圖2所示。鐵芯中磁通開始為零,到1/2 T時,兩個磁通相加達最大值,Φ波形的最大值是Φ1波形幅值的兩倍。因此,在電壓瞬時值為零時合閘情況最嚴重。雖然我們很難預先知道在哪一瞬間合閘,但是總會介於上面論述的兩種極限情況之間。

變壓器繞組中的勵磁電流和磁通的關係由磁化特性所決定,鐵芯越飽和,產生一定的磁通所需的勵磁電流就愈大。由於在最不利的合閘瞬間,鐵芯中磁通密度最大值可達2Φm,這時鐵芯的飽和情況將非常嚴重,因而勵磁電流的數值大增,這就是變壓器勵磁湧流的由來。勵磁湧流比變壓器的空載電流大100倍左右,在不考慮繞組電阻的情況下,電流的峰值出現在合閘後經過半周的瞬間。但是,由於繞組具有電阻,這個電流是要隨時間衰減的。對於容量小的變壓器衰減得快,約幾個周波即達到穩定,大型變壓器衰減得慢,全部衰減持續時間可達幾十秒。

綜上所述,勵磁湧流和鐵芯飽和程度有關,同時鐵芯的剩磁和合閘時電壓的相角可以影響其大小。

4 勵磁湧流的影響

勵磁湧流對變壓器並無危險,因為這個衝擊電流存在的時間很短。當然,對變壓器多次連續合閘充電也是不好的,因為大電流的多次衝擊,會引起繞組間的機械力作用,可能逐漸使其固定物鬆動。此外,勵磁湧流有可能引起變壓器的差動保護動作,故進行變壓器操作時應當注意。

勵磁湧流的特徵是什麼?

(1)由於三相電壓之間有的相位差,因而三相勵磁湧流不會相同,任何情況下空載投入變壓器,至少在兩相中要出現不同程度的勵磁湧流;(2)某相勵磁湧流可能不再偏離時間軸的一側,變成了對稱性湧流。對稱性湧流的數值比較小。非對稱性湧流仍含有大量的非週期分量,但對稱性湧流中無非週期分量;(3)勵磁湧流中有一相或兩相二次諧波含量比較小,但至少有一相比較大。(4)勵磁湧流的波形仍然是間斷的,但間斷角顯著減小,其中又以對稱性湧流的間斷角最小。但對稱性湧流有另外一個特點:勵磁湧流的正向最大值與反向最大值之間的相位相差。這個相位差稱為“波寬”,顯然穩態故障電流的波寬為。

變壓器勵磁湧流與和應湧流的區別

變壓器勵磁湧流是:變壓器全電壓充電時,在其繞組中產生的暫態電流。變壓器投入前鐵芯中的剩餘磁通與變壓器投入時工作電壓產生的磁通方向相同時,其總磁通量遠遠超過鐵芯的飽和磁通量,因此產生較大的湧流,其中最大峰值可達到變壓器額定電流的6-8倍。勵磁湧流隨變壓器投入時系統電壓的相角、變壓器鐵芯的剩餘磁通和電源系統阻抗等因素有關。最大湧流出現在變壓器投入時電壓經過零點瞬間(該時磁通為峰值)

變壓器的勵磁湧流是怎麼產生的?與哪些因素有關

它與開啟時那瞬間的電源相位條件相關。

電感電流是電壓的積分,所以,電流落後電壓90度,即電壓最大值時,電流為零值。

所以,如果在電壓峰值時接通變壓器,勵磁電流是非常平穩的。在隨後的1/4個週期裡,電壓從峰值下降,勵磁電流上升到最大值。由於接著交流電壓進入負半周,勵磁電流就轉頭下降了。

但是如果在電壓過零點接通變壓器,會在隨後的1/2週期裡電壓都是正值,勵磁電流都在上升,按照積分理論,電流的最大值將會升高到前一種(正常)情況的2倍,由於鐵芯不能承受2倍的磁通,很快進入磁飽和區,電感量迅速下降,實際電流就不是2倍了,而是要大得多,形成所謂的“勵磁湧流”。

單相變壓器勵磁湧流有什麼特點

變壓器勵磁湧流有三大特點:

a) 含有較大成分的非週期分量,往往使湧流偏向於時間軸一側。

b) 含有豐富的高次諧波成分,其中以二次諧波為主。

c) 波形存在間斷。從上述分析可以看出,變壓器勵磁湧流的大小與變壓器合閘初相角、剩磁大小、飽和磁通等因素有關。

由於勵磁湧流對電力系統會產生很多不利影響,其抑制技術受到廣泛關注。目前,削弱勵磁湧流的方法主要有三種:串聯電阻;控制三相開關合閘時間;在變壓器低壓側並聯電容器。

其中,由於控制三相開關合閘時間從原理上不需要附屬設備,相對另外二種方法有一定優勢。

從仿真結果來看,控制三相開關合閘時間能夠有效抑制勵磁湧流的幅值。

變壓器的勵磁湧流是怎麼產生的?與哪些因素有關?

勵磁湧流(inrush current)的發生,很明顯是受勵磁電壓的影響。即只要系統電壓一有變動,勵磁電壓受到影響,就會產生勵磁湧流。

當合上斷路器給變壓器充電時,有時可以看到變壓器電流表的指針擺得很大,然後很快返回到正常的空載電流值,這個衝擊電流通常稱之為勵磁湧流,特點如下:

1)湧流含有數值很大的高次諧波分量(主要是二次和三次諧波),因此,勵磁湧流的變化曲線為尖頂波。

2)勵磁湧流的衰減常數與鐵芯的飽和程度有關,飽和越深,電抗越小,衰減越快。因此,在開始瞬間衰減很快,以後逐漸減慢,經0.5~1s後其值不超過(0.25~0.5)In。

3)一般情況下,變壓器容量越大,衰減的持續時間越長,但總的趨勢是湧流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。

4)勵磁湧流的數值很大,最大可達額定電流的8~10倍。當整定一臺斷路器控制一臺變壓器時,其速斷可按變壓器勵磁電流來整定。

參考資料:www.hudong.com/...%B5%81

變壓器勵磁湧流中含有大量高次諧波分量,主要有哪些呀?

只有幅值和頻率都不變的正弦波不包含諧波。

因此,幅值變化的過程中,存在諧波。幅值變化越快,高次諧波含量越大。

勵磁湧流主要由變壓器電壓突然變化引起,若電壓變化率很高,就會有很高次的勵磁諧波電流。

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