励磁涌流机理与计算

励磁涌流机理与计算(6 页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。励磁涌流机理与计算一． 原理2.7.1 当变压器合闸瞬时，施加电压所对应的铁心磁通密度与实际铁心磁通密度相同时，就不会发生任何瞬态过程。实际上瞬态现象是不可能避开的，因为开关合闸瞬间是不容易控制的，并且，开关合闸对某相有利时，对其他两相则不利。当变压器断闸时，磁化电流变成零，由于磁滞环的原因，铁心磁密不会为零而是有一定的剩磁 BR 存在。当在施加电压过零时再合闸时，由于剩磁 BR 存在的，将产生最大励磁涌流。假如没有先前的断闸（即不考虑剩磁 BR），那么励磁电流与磁通密度如图中的点划线。根据磁链守恒定理，合闸后的磁通（0+）与合闸前的磁通相同（0-）。所以合闸后的磁能密度不是从最小的-BMP 开始，而是从+BR 开始，并且达到最大的正值（BR+2BMP），从而使变压器很快到饱各区。因为外施电压是正弦的，则铁心磁通也是正弦的，励磁电流由于铁心的非线性是尖锋的。通过解下面的方程可以得到相同的结果：上面方程式的解是在假设铁心是线性的条件下得到。利用初始条件上式可以看出当，剩磁时，磁通如下图。上式及图形 2.13 表明，磁通含有一个暂态的直流重量，其衰减由决定，和一个稳态的沟通重量当开关在电压过零时合闸是最糟的,典型的励磁涌流如下图示 2.14从上图可以清楚的看到在初始的几个周波里,电流明显偏离沟通周期波,因此励磁涌流是非常不对称的,有很多二次谐波成分,其可以用来做为继电保护的方案.另外时间常数 L1/R1 不是恒定,其取决铁心的饱和程度,在初始的几个周波内,铁心饱和程度高,L1 就小,励磁涌流下降的速度就快,由于电路损耗及铁心饱和程度降低,励磁涌流就衰减的慢.一般小容量变压器衰减速速度大于大容量变压器,此外高损耗变压器的衰减速度也快.[26].公式 2.31 是在假设铁心是线性条件下得到的,所以其结果只能是一个大概值,更精确的计算单相变压器励磁涌流的计算方法可以参考[27,28],该方法考虑了变压器铁心的非线性.对三相变压器的励磁涌流的估算可以参考[29,30,31].对单相及三相在谐波领域的计算方法可以参考[32].变压器的励磁涌流及过电压在高压直流输电系统中 HVDC 的分析可参考[33]二． 励磁涌流最大值估算变压器用户通常关怀励磁涌流的最大值和衰减速度,通常铁心材料的最大饱和磁通密度为 2.03T,那么铁心的可以容纳的磁通为,其它的磁通将跑出铁心,在外面的空气是流通.考虑最极端的情况是绕...