浅谈启备变的励磁涌流

邢艳荣 秦佳伟

摘 要：电力变压器现在广泛应用于电力系统中，主要作用是升高或降低电压，是电力系统不可或缺的重要设备。随着使用电压等级也逐渐提高，现场运行方式的改变，使得电厂启动备用变压器在运行方式改变时出现励磁涌流，保护动作的正确率有下降趋势，存在保护误动的情况。因此对变压器主保护的差动保护进行更为深入、细致的研究有着十分重要的现实意义。

关键词：变压器；励磁涌流；闭锁

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.240

1 变压器的励磁涌流

当启备变由冷备状态投入运行时，由于是处于备用的状态，因此没有带任何的负荷，在这种情况下，也就是空载。此时，在开关进行切换时，就相当于启备变的一次侧出现了在空载的情况下进行导通，这时就会有很强的一股涌流在启备变的励磁之路中流过，这股涌流大概是正常的变压器运行情况下电流的5到10倍。涌流的产生是由于变压器的励磁饱和现象。这股涌流产生时虽然会很快的衰减掉，然而其强大的电流足以在非常短暂的时间内对变压器的设备造成难以估量的破坏，使变压器内部夹件松动。

2 励磁涌流的影响

数值很大的励磁涌流会对变压器差动保护造成影响，差动保护是用变压器两侧的TA电流矢量差达到保护定值时启动动作的，是变压器的主保护，用来检测变压器内部故障的。通常情况之下，流过变压器的差动保护装置的电流微乎其微，可以忽略不计。但是如果合闸时可能会出现很大的励磁涌流，会对差动保护装置产生影响，使保护装置误动作，跳开启备变两侧断路器，使合闸失败。所以需要一些判别条件来鉴别励磁涌流和内部故障电流，在合闸时能够通过闭锁差动保护使其不会误动。

3 励磁涌流影响的治理

为了消除励磁涌流带来的影响就要能够对变压器中的过电流是否是励磁涌流做一个鉴别，然而，由于励磁涌流的特殊性和快速衰减特性，目前要能够准确的对励磁涌流进行识别还不太容易做到。在当前所采取的用于励磁涌流的辨别方法通常是在变压器中设置的继电保护装置中的差动保护加闭锁条件来实现。由于励磁涌流中含二次谐波分量较大，也就是说，只要是能够对二次的谐波进行识别就可以判断励磁涌流的存在了，因此，在变压器的差动保护设置中采用的工作原理是二次谐波制动的方式。一旦在变压器中产生了励磁涌流，变压器的差动保护就可以敏锐的发现二次谐波的存在，根据二次谐波的制动比的设置，就可以很轻易的识别出变压器中的二次谐波的量，以此作为依据就可以判断出变压器中已经产生了励磁涌流。随着技术的不断进步，为了减少变压器铁芯中因为磁场的作用而产生的涡流效应，在变压器铁芯的材料上进行了不断的改进，目前都使用硅钢片的材料，由于这种材料可以消除励磁涌流中的二次谐波的含量，这样在产生励磁涌流时会使得二次谐波的含量在15%以下。这样，就会对差动保护判断二次谐波的含量造成了误差，不能够准确的判断出二次谐波，也就会出现保护不能够准确的动作的情况。另外一个影响因素是变压器中的电容，由于电容的存在，也会产生一部分的二次谐波，这时就不能够有效地判断出到底是由于什么原因而产生的二次谐波。可以把因为励磁涌流的存在造成的变压器差动保护误动作的情况总结如下：

因为在三相变压器中，ABC相的电压和电流的相位依照顺时针依次为120°的差值，这就会使得在变压器内部产生励磁涌流时，会出现特别复杂的情况。总的说来，励磁涌流在波形的划分上说是两种，一种是单向的，另外一种是双向的。所谓的单向指的是电流的方向只存在一个方向，也就是顺着一个方向流动，所谓的双向是指，电流时而正向流动，时而反向流动，方向不一。除此之外，励磁涌流的波形也不是规范的，形状比较乱，难以准确的进行描述。这些因素都会使得变压器的保护在动作时出现误差，因为变压器的差动保护所采用的工作原理是根据理想的情况进行设定的，一旦设定了之后就难以更改，这样在变化的励磁涌流的波形的辨别上就会出现一定的误差，导致了保护发生误动作的几率就大。 传统的辨别励磁涌流的方法都是根据固定的波形的形状、里面所含有的谐波的含量等等的特征来判断。这些鉴别的方法在实际的测定中就会很难对具体的变化着的励磁涌流特征进行准确的追踪。这就会在一定程度上造成保护失灵，不能捕捉到某些励磁涌流的存在。

4 小结

由于运行现场的复杂性，需要通过理论和仿真试验分析变压器励磁涌流的基础上，寻求其他可行的鉴别方法。近些年来，人们将人工智能控制、信号分析等领域的理论应用于变压器的保护中取得了一系列新的研究成果，如小波识别法、间断角原理鉴别法、磁通特性识别法等方法在励磁涌流的识别中得到广泛的应用。

参考文献：

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[3]何越，林湘宁，黄景光.一种直接消除变压器合闸励磁涌流的方法[J].电工技术学报，2011，26（11）：141-149.

作者简介：邢艳荣（1982-），女，内蒙古丰镇人，本科，讲师，研究方向：自动控制工程。