東莞加寬變壓器合閘勵(lì)磁涌流的分析及抑制的知識(shí)

由于勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器運(yùn)行帶來(lái)各種不利影響，電力工作者在大量研究和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了多種抑制勵(lì)磁涌流的方法。可分為兩類：一類是在變壓器外部采取一些補(bǔ)救措施，通過(guò)外部控制抑制勵(lì)磁涌流;另一類是改變變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從勵(lì)磁原理出發(fā)，通過(guò)內(nèi)部控制達(dá)到抑制勵(lì)磁涌流的目的變壓器鐵心。涌流抑制技術(shù)方法：

(1) 變壓器低壓側(cè)并聯(lián)電容器的方法

勵(lì)磁涌流是由變壓器磁通飽和引起的。如果采取措施限制磁芯的磁通達(dá)到飽和點(diǎn)，則可以削弱或消除勵(lì)磁涌流。在此基礎(chǔ)上，提出了變壓器低壓側(cè)并聯(lián)電容法。當(dāng)變壓器低壓側(cè)并聯(lián)一定電容時(shí)，變壓器低壓側(cè)產(chǎn)生的磁通量與高壓側(cè)磁通量相反，對(duì)主磁通量起退磁作用，達(dá)到抑制涌流。

(2) 控制三相開(kāi)關(guān)的合閘速度

由于合閘時(shí)施加交流電壓的峰值為較大值，變壓器不會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流特性，通過(guò)控制三相開(kāi)關(guān)合閘的角度(時(shí)間)可以抑制勵(lì)磁電流。當(dāng)變壓器內(nèi)部無(wú)剩磁時(shí)，可在施加電壓的峰值處閉合，即閉合角為90°時(shí)，變壓器內(nèi)部產(chǎn)生的磁通量接近于零，相應(yīng)的勵(lì)磁涌流很小。但在大多數(shù)情況下，當(dāng)變壓器切斷電源后，變壓器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生剩磁，這可以看作是預(yù)期的磁通量。變壓器的較佳閉合點(diǎn)是期望磁通量等于剩余磁通量時(shí)。

東莞加寬變壓器合閘勵(lì)磁涌流的分析及抑制的知識(shí)：

(3) 相位選擇和相關(guān)

根據(jù)變壓器勵(lì)磁涌流的影響因素，變壓器勵(lì)磁涌流的大小與合閘初始相位角有很大關(guān)系。控制三相開(kāi)關(guān)的合閘時(shí)間，即控制三相開(kāi)關(guān)的初始相位角，是減小勵(lì)磁涌流幅值的有效方法。根據(jù)變壓器三相繞組的選相方法和剩磁形式，可采用兩種合閘策略。

①快速關(guān)斷策略：快速關(guān)斷是指當(dāng)一相的相角等于90°時(shí)，另兩相在1/4工頻循環(huán)后關(guān)斷。如果三相繞組中沒(méi)有剩磁，則在較佳時(shí)間A相閉合，即相位角為90°時(shí)，A相產(chǎn)生的磁通較小，B、C相產(chǎn)生的磁通為較大磁通的1/2，其相位比A相提前180°。此時(shí)，B、C相的較佳時(shí)間合閘是在1/4的工頻循環(huán)后，為了保證B相和C相的合閘，繞組中的磁通量在正常范圍內(nèi)，從而消除或削弱勵(lì)磁涌流。快速閉合適用于三相繞組中的剩磁為零，三相獨(dú)立控制為閉合的情況。

②延時(shí)合閘策略：延時(shí)合閘策略利用變壓器鐵心磁通的平衡功能。如果A相先閉合，B相和C相產(chǎn)生的感應(yīng)通量是不同的，如圖3所示。B相和C相的感應(yīng)磁通從它們的剩磁開(kāi)始沿它們的磁滯回線在同一方向移動(dòng)。然后C相首先達(dá)到飽和點(diǎn)，而B相仍然處于其滯后環(huán)(不飽和區(qū))的線性部分。此時(shí)，由于變壓器的非線性，c相繞組的電感將大于B相繞組的電感。因此，B相繞組的磁通迅速增加，使得C相和B相的磁通趨于相等，從而消除了兩相剩磁的影響。這也被稱為磁芯通量的平衡。

③同時(shí)，閉合策略：此閉合策略僅適用于大剩磁情況。在實(shí)施該方案時(shí)，需要事先了解三相剩磁的具體情況，但不需要三相獨(dú)立控制斷路器。

(4) 改進(jìn)的中性點(diǎn)串聯(lián)電阻法

改進(jìn)的中性點(diǎn)串聯(lián)電阻法是一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的降低空載合閘變壓器涌流的方法，即在變壓器中性點(diǎn)串聯(lián)一個(gè)電阻，三相延時(shí)合閘空載變壓器。從理論上分析了勵(lì)磁涌流峰值隨中性點(diǎn)電阻值的變化曲線。但抑制效果與三相線路串聯(lián)電阻法相似，對(duì)合閘時(shí)間沒(méi)有準(zhǔn)確要求。

(5) 改變變壓器繞組的分布

當(dāng)變壓器產(chǎn)生勵(lì)磁涌流時(shí)，變壓器鐵心處于飽和狀態(tài)，磁導(dǎo)率接近真空狀態(tài)，則變壓器原邊可視為空心線圈，相當(dāng)于鐵心移出繞組，。磁通線延伸到地核外。變壓器原繞組由內(nèi)向外移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的截面面積增大，空心線圈的電感與截面面積成正比，勵(lì)磁涌流與空心電感成反比，從而抑制勵(lì)磁涌流。這樣，可以通過(guò)改變變壓器一次或二次繞組的分布來(lái)抑制勵(lì)磁涌流，從而增加暫態(tài)或勵(lì)磁涌流的等效電感。

(6) 內(nèi)部接地電阻

由于變壓器空載合閘時(shí)三相勵(lì)磁涌流不平衡，在三相變壓器中性點(diǎn)接地電阻承受不平衡電流，使變壓器的勵(lì)磁涌流衰減，同時(shí)接地電阻也會(huì)削弱施加在變壓器上的電壓變壓器鐵心，防止鐵心飽和。該方法應(yīng)與上一種方法相結(jié)合，可將勵(lì)磁涌流幅值抑制到百分之四十。

(7) 串聯(lián)電阻

當(dāng)變壓器閉合時(shí)，可以通過(guò)在變壓器輸入端和電網(wǎng)之間串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮鑱?lái)限制沖擊電流。當(dāng)沖擊電流在額定電流范圍內(nèi)時(shí)，可以切斷限流電阻。串聯(lián)電阻法能有效地限制沖擊電流，有利于沖擊電流的快速衰減。