勵磁涌流概述

變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止電器，用于把低電壓變成高電壓或把高電壓變成低電壓，是交流電輸配系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備。當(dāng)變壓器合閘時，可能產(chǎn)生很大的電流，這里主要論述該電流的產(chǎn)生和影響。

當(dāng)合上斷路器給變壓器充電時，有時可以看到變壓器電流表的指針擺得很大，然后很快返回到正常的空載電流值，這個沖擊電流通常稱之為勵磁涌流，特點如下：

1)涌流含有數(shù)值很大的高次諧波分量(主要是二次和三次諧波)，因此，勵磁涌流的變化曲線為尖頂波。

2)勵磁涌流的衰減常數(shù)與鐵芯的飽和程度有關(guān)，飽和越深，電抗越小，衰減越快。因此，在開始瞬間衰減很快，以后逐漸減慢，經(jīng)0.5～1s后其值不超過(0.25～0.5)In。

3)一般情況下，變壓器容量越大，衰減的持續(xù)時間越長，但總的趨勢是涌流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。

4)勵磁涌流的數(shù)值很大，最大可達額定電流的8～10倍。當(dāng)整定一臺斷路器控制一臺變壓器時，其速斷可按變壓器勵磁電流來整定。

3.1 合閘瞬間電壓為最大值時的磁通變化

在交流電路中，磁通Φ總是落后電壓u90°相位角。如果在合閘瞬間，電壓正好達到最大值時，則磁通的瞬間值正好為零，即在鐵芯里一開始就建立了穩(wěn)態(tài)磁通，如圖1所示。在這種情況下，變壓器不會產(chǎn)生勵磁涌流。

3.2 合閘瞬間電壓為零值時的磁通變化

當(dāng)合閘瞬間電壓為零值時，它在鐵芯中所建立的磁通為最大值(－Φm)。可是，由于鐵芯中的磁通不能突變，既然合閘前鐵芯中沒有磁通，這一瞬間仍要保持磁通為零。因此，在鐵芯中就出現(xiàn)一個非周期分量的磁通Φfz，其幅值為Φm。

這時，鐵芯里的總磁通Φ應(yīng)看成兩個磁通相加而成，如圖2所示。鐵芯中磁通開始為零，到1/2 T時，兩個磁通相加達最大值，Φ波形的最大值是Φ1波形幅值的兩倍。因此，在電壓瞬時值為零時合閘情況最嚴(yán)重。雖然我們很難預(yù)先知道在哪一瞬間合閘，但是總會介于上面論述的兩種極限情況之間。

變壓器繞組中的勵磁電流和磁通的關(guān)系由磁化特性所決定，鐵芯越飽和，產(chǎn)生一定的磁通所需的勵磁電流就愈大。由于在最不利的合閘瞬間，鐵芯中磁通密度最大值可達2Φm，這時鐵芯的飽和情況將非常嚴(yán)重，因而勵磁電流的數(shù)值大增，這就是變壓器勵磁涌流的由來。勵磁涌流比變壓器的空載電流大100倍左右，在不考慮繞組電阻的情況下，電流的峰值出現(xiàn)在合閘后經(jīng)過半周的瞬間。但是，由于繞組具有電阻，這個電流是要隨時間衰減的。對于容量小的變壓器衰減得快，約幾個周波即達到穩(wěn)定，大型變壓器衰減得慢，全部衰減持續(xù)時間可達幾十秒。

綜上所述，勵磁涌流和鐵芯飽和程度有關(guān)，同時鐵芯的剩磁和合閘時電壓的相角可以影響其大小。

勵磁涌流對變壓器并無危險，因為這個沖擊電流存在的時間很短。當(dāng)然，對變壓器多次連續(xù)合閘充電也是不好的，因為大電流的多次沖擊，會引起繞組間的機械力作用，可能逐漸使其固定物松動。此外，勵磁涌流有可能引起變壓器的差動保護動作，故進行變壓器操作時應(yīng)當(dāng)注意。