变压器励磁涌流.docx

变压器上一合上额定电压与额定频率的电源时，在空载的变压器合闸间，处于过渡过程的非对称合闸空载电流叫激磁涌流，作用时间很短，逐渐衰减到稳态空载电流，涌流峰值按指数曲线衰减，其时间常数为合闸侧绕组电感量与电阻量之比。小容量变压器在涌流时间常数较小，即很快过渡到稳态空载电流，而大容量变压器的涌流时间较大，要有一过程才过渡到稳态空载电流。 % c_r3 u R如果这个过程不导致变压器过流动作，一般没什么影响，如果导致变压器过流动作的话，一个可以适当增加过流动作电流，第二个重新投运一次。 当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时、变压器可能出现数储很大的励磁电(又称为励磁涌流。这是因为在稳态工作情况下，铁心中的磁通应滞后于外加电压90，如果空载合闸时，正好在电压瞬时值U0时接通电路，则铁心中应该具有磁通-m。但是由于铁心中的磁通不能突变，但此，将出现一个非周期分量的磁通+m。这样在经过半个周期以后，铁心中的磁通就达到2m，。如果铁心中还有剩兹通s，则总磁通将为2m +s，?吨，此时变压器的铁心严重饱和,励磁电流IL将剧烈增大，此电流就称为变压器的励磁涌流ILY其数值最大可达额定电流的68倍，同时包含有大量的非周期分量和高次谐波分量，励磁涌流的大小和衰减时间，与外加电压的相位、铁心中剩磁的大小和方向、电源容量的大小、回路的阻抗以及变压器的容量的大小和铁心性质等都有关系。例如，正好在电压瞬时值为最大时合闸，就不会出现励磁涌流，而只有正常时的励磁电流。对三相变压器而言无论在任何瞬间合闸，至少有两相要出现程度不同的励磁涌流变压器线圈中，励磁电流和磁通的关系，由磁化特性决定，铁芯愈饱合，产生一定的磁通所需要的励磁电流愈大。由于在正常情况下，铁芯中的磁通就已饱合，如在不利条件下合闸，铁芯中磁通密度最大值可达两倍的正常值，铁芯饱和将非常严重，使其导磁数减小，励磁电抗大大减小，因而励磁电流数值大增，由磁化特性决定的电流波形很尖，这个冲击电流可超过变压器额定电流的6-8倍。所以，由于变压器电、磁能的转换，合闸瞬间电压的相角，铁芯的饱合程度等，决定了变压器合闸时，有励磁涌流，励磁涌流的大小，将受到铁芯剩磁与合闸电压相角的影响。1 低压电网短路电流的特点照明工程师社区 | IL f#NEz%h8uk&M g1&oUz低压电网发生短路时，电网运行将由正常工作状态过渡到短路状态，其短路电流曲线如图1所示。照明工程师社区 | IL $Wz3Uew照明工程师社区 | IL 2 l5 J4RHsq 短路过程分为暂态过程和稳态过程，暂态短路电流ik可分解为周期性ip和非周期性inp。周期分量的幅值是不变的，它等于稳态短路电流I的幅值，非周期分量是不断衰减的。短路发生后，大约经过0.01s，出现短路电流的最大瞬时值（电流峰值），我们称为短路冲击电流ish，其值可达稳态短路电流的1.4倍左右。例如，当变压器短路电压为5%，高压侧为额定电压，低压侧短路，则稳态短路电流可达额定电流的20倍；其冲击电流可达到额定电流的28倍左右。冲击电流峰值在半个周波也就是10ms时段出现。其值一般取；PL7ke#O 照明工程师社区 | IL 9Z:wyK9d%AZp+j ish=2.55 I ish=1.5 i)PO8M.eI C$z 照明工程师社区 | IL fL%lQS,b f;N 而在1000kVA及以下变压器低侧发生三相短路时，其值取；照明工程师社区 | IL ?S gF G照明工程师社区 | IL Mx-p l8w4TV ish=1.8 i ish=1.09 i&nA!qXb%w9d 7Q3zfK按照以上方式计算出的结果，在一般书中均有所刊载。对短路电流的描述主要是为了探讨熔断器的熔体在短路过程中的特性，由图1可见。!s Sn%t&S3OWf 照明工程师社区 | IL .kh)(k3B(o （1）短路冲击电流发生在0.01s的时段，熔断器如能在此时段熔断，它的断开时间将是0.01s。这是任何高压断路器无法比拟的，10kV断路器时间均0.06s。照明工程师社区 | IL lf%Vc#y+e/r*e$j#Q O（2）冲击电流是逐渐衰减的，如果熔断器不能在第一个周期的峰值熔断，则短路冲击电流将逐渐衰减。动作时间将大于0.01s，而是按照熔断器的电流一时间特性曲线来决定其熔断时间。照明工程师社区 | IL |)G#f1f照明工程师社区 | IL R2x.y2i:t$fE （3）熔断器熔体熔断时间受到两个因素的影响；照明工程师社区 | IL 7s!fC;K|r照明工程师社区 | IL pO-cWu!c4W 系统的短路容量；短路容量大，熔断时间快。照明工程师社区 | IL p5n yr&d(gG nVaeI8b+x*hA熔断器熔体的选择；熔体电流小，熔断时间快。照明工程师社区 | IL vZp7P C3f l6oh1Vr2 G2 变压器的激磁涌流对熔断器选择的影响照明工程师社区 | IL lHB9e&pG照明工程师社区 | IL wRM)eu0m2m ?3j 激磁涌流，又称空载合闸合流，是变压器在空载投入时，或者在外部故障切除后突然恢复电压时所产生的一个电流。在这种情况下，由于变压器铁芯中的磁通不能突变，也就是磁通 在加上电压的初瞬间（t=0）仍维持为零从而与三相电路突然短路时所发生物理过程相似。铁芯中将同时产生两个磁通，一个是符合磁路欧姆定律的周期分量 （与短路的ip相当），一个是符合电磁感应定律的非周期分量 np（与短路的inp相当）。这两磁通分量在t=0时大小相等，极性相反，使合成磁通 =0。经半个周期后， 达到最大值。（与短路的ish相当）这时铁芯严重饱和，激磁电流迅速增大，可达到额定 电流的810倍，形成类似涌浪的电流。此涌浪电流中含有数值很大的非周期分量，而且衰减较慢。（与短路电流非周期分量相比）很显然熔断器的熔体电流如果躲不过磁涌流，就可能在变压器空载投入时或电压突然恢复时熔断，发生误动作。w:J%?&%7C wL fV/q4s6K.t2&9b3 熔断器的特性照明工程师社区 | IL E p S照明工程师社区 | IL G6|nq:Aj(Q 高压熔断器结构简单，具有良好的短路保护和过负荷保护功能。它是人为地在电路中间设置的一个最薄弱的发热元件（熔体或熔丝）。当流过熔体的电流超过一定数值时，熔体自身产生热量自动地将熔体熔断，达到断开电路的目的及保护电器设备不受到损害。照明工程师社区 | IL i0AFR#|xLr_u9ns户内熔断器（限流熔断器）为单相高压电器设备，各种型号的限流熔断器的外形结构、灭弧原理都基本相同。熔丝由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状，熔丝埋放在石英砂中。当过载或短路时，熔丝熔断。电弧出现在多条石英砂的缝隙中。由于石英砂对电弧的强烈的去游离作用，每条缝隙中的金属蒸气少，冷却效果好，使电弧熄灭，在短路电流达到峰值之前已被断开，因此，这类熔断器具有很强的限流能力和短的开断时间。照明工程师社区 | IL l.Rmy(Icy)R:wZ4D3xA熔断器的主要技术数据为：照明工程师社区 | IL XFB/x3Te +2En N xh:W;Q8V*r4|2M（1）熔断器在规定的使用条件下，能可靠地分断最小开断电流（2.53倍熔体定额电流）至额定开断电流为31.5kA之间的任何故障电流。照明工程师社区 | IL !c*FHc8|/nW照明工程师社区 | IL M$gu1gXegQ#a4h （2）熔断器具有反时限的时间一电流特性，如图3所示，电流愈大，开断时间愈小，最短时间可达到0.01s（半个周期）。照明工程师社区 | IL OX