干式变压器励磁涌流影响的保护整定

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除了一些必要的试验、保护试验和根据交接试验标准进行的二次试验外，空载全电压合闸脉冲试验通常在新型干式变压器投入运行前进行。空载合闸冲击试验的目的是检查干式变压器的相关保护是否误动作。空载干式变压器充电时会产生浪涌电流，可达额定电流的6 ~ 8倍。励磁涌流开始迅速衰减，可在0.5 ~ 1 s内降至额定电流的0.25 ~ 0.5倍，但衰减需要较长时间才能完成，中小型干式变压器约需几秒钟，大型干式变压器需10 ~ 20 s。因此，在励磁涌流衰减的初始阶段，差动保护经常发生故障，导致干式变压器的故障。因此，在励磁涌流的作用下，可以在空载冲击切换时实际检查差动保护的接线、特性和整定值，并对保护能否投入运行做出评估和结论。

1浪涌电流的原因

1.1涌流的机理

以单相干式变压器为例，阐述了空投励磁涌流的机理。

忽略干式变压器和合闸回路电阻的影响，电源电压波形为正弦波，空投瞬间干式变压器铁芯中的磁通量与施加电压的关系如下：

其中n是干式变压器空投侧绕组的匝数；是铁芯中的磁通量；Um是电源电压的幅度；是关闭角度；是角速度，当频率为50 Hz时，=314。

考虑到电源电路和干式变压器绕组的有效电阻和损耗，可以通过求解公式(1)得到：

其中：

；t是时间常数，与闭合电路的损耗和电感有关。公式(2)中的较好项是磁通量的受迫分量；第二项是磁通量的自由分量或衰减分量。

从公式(2)可以看出，干式变压器跌落瞬间铁芯中的磁通由三部分组成，即强制磁通mcos(t)、剩余磁通S和由闭合角决定的磁通mcos。根据公式(2)，在不考虑自由分量或衰减分量的情况下，假设合闸角=0，剩余磁通s=0.9 m，干式变压器铁心合闸瞬间的综合磁通变化曲线如图1所示。在图1中，曲线是施加的电压波形；曲线是铁芯中受迫磁通(或稳定磁通)的波形；曲线是干式变压器空投时铁芯内的综合磁通波形。

可以看出，当初始合闸角等于0，干式变压器铁芯中剩余磁通s=0.9时，铁芯中较大磁通达到2.9 m，使得干式变压器铁芯严重饱和，励磁电流急剧增大，即产生所谓的励磁涌流。

1.2影响涌入电流大小的因素

从公式(2)可以看出，干式变压器空投时，铁芯中的磁通与M、cos、S有关，而涌流与铁芯中的磁通有关。磁通量越大，铁芯越饱和，涌流越大。因此，影响涌流大小的因素主要包括：

(1)电源电压。干式变压器接通后，铁芯中受迫磁通的幅值为m=um/n，因此电源电压越高，m越大，涌入电流越大。

1来源：电子发烧友