干式變壓器勵磁涌流影響的保護整定

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除了一些必要的試驗、保護試驗和根據交接試驗標準進行的二次試驗外，空載全電壓合閘脈沖試驗通常在新型干式變壓器投入運行前進行。空載合閘沖擊試驗的目的是檢查干式變壓器的相關保護是否誤動作。空載干式變壓器充電時會產生浪涌電流，可達額定電流的6 ~ 8倍。勵磁涌流開始迅速衰減，可在0.5 ~ 1 s內降至額定電流的0.25 ~ 0.5倍，但衰減需要較長時間才能完成，中小型干式變壓器約需幾秒鐘，大型干式變壓器需10 ~ 20 s。因此，在勵磁涌流衰減的初始階段，差動保護經常發生故障，導致干式變壓器的故障。因此，在勵磁涌流的作用下，可以在空載沖擊切換時實際檢查差動保護的接線、特性和整定值，并對保護能否投入運行做出評估和結論。

1浪涌電流的原因

1.1涌流的機理

以單相干式變壓器為例，闡述了空投勵磁涌流的機理。

忽略干式變壓器和合閘回路電阻的影響，電源電壓波形為正弦波，空投瞬間干式變壓器鐵芯中的磁通量與施加電壓的關系如下：

其中n是干式變壓器空投側繞組的匝數；是鐵芯中的磁通量；Um是電源電壓的幅度；是關閉角度；是角速度，當頻率為50 Hz時，=314。

考慮到電源電路和干式變壓器繞組的有效電阻和損耗，可以通過求解公式(1)得到：

其中：

；t是時間常數，與閉合電路的損耗和電感有關。公式(2)中的較好項是磁通量的受迫分量；第二項是磁通量的自由分量或衰減分量。

從公式(2)可以看出，干式變壓器跌落瞬間鐵芯中的磁通由三部分組成，即強制磁通mcos(t)、剩余磁通S和由閉合角決定的磁通mcos。根據公式(2)，在不考慮自由分量或衰減分量的情況下，假設合閘角=0，剩余磁通s=0.9 m，干式變壓器鐵心合閘瞬間的綜合磁通變化曲線如圖1所示。在圖1中，曲線是施加的電壓波形；曲線是鐵芯中受迫磁通(或穩定磁通)的波形；曲線是干式變壓器空投時鐵芯內的綜合磁通波形。

可以看出，當初始合閘角等于0，干式變壓器鐵芯中剩余磁通s=0.9時，鐵芯中較大磁通達到2.9 m，使得干式變壓器鐵芯嚴重飽和，勵磁電流急劇增大，即產生所謂的勵磁涌流。

1.2影響涌入電流大小的因素

從公式(2)可以看出，干式變壓器空投時，鐵芯中的磁通與M、cos、S有關，而涌流與鐵芯中的磁通有關。磁通量越大，鐵芯越飽和，涌流越大。因此，影響涌流大小的因素主要包括：

(1)電源電壓。干式變壓器接通后，鐵芯中受迫磁通的幅值為m=um/n，因此電源電壓越高，m越大，涌入電流越大。

1來源：電子發燒友