如何防止涌流造成继电保护误动作?
变压器一次侧可以看作是一个电感很大的铁芯线圈, 因此, 空
载合闸时, 要经历一个瞬时过渡过程才能达到稳定的空载状态。 这
种瞬变过电流的大小与合闸瞬间的外加电压u1的相位和铁芯中的
剩磁大小、 方向以及铁芯材质都有关。 但变压器稳定的空载电流基
本上是感性电流, 它落后于外施电压u190°相角, 而主磁通与空载
电流同相, 故也落后于u190°。 如果合闸瞬间正好是外施电压初相
角为90°, 即此时电压瞬时值为最大值, 但i0=0, Φ0=0, 铁芯中
的磁通随电压变化处于零, 并有开始增长的趋势, 这时合闸正顺应
磁通变化而发展, 因此合闸电流和弧光都很小, 是开关合闸的 “最
佳瞬间”。
然而, 瞬变电流是变化的, 最佳瞬间很难由人的意志所掌握,
若合闸瞬间正好是u1=0, 那么合闸后的极短时间内, 铁芯中的实
际磁通将高出正常时的一倍以上, 使铁芯处于过度的饱和状态, 此
时的励磁电流值将很大, 其振幅可能超过稳定空载电流的 100~
200倍, 使合闸时的瞬变电流达到额定电流的5~10倍。 此合闸电
流称为励磁涌流。
38 电工技术问答详解 (下册)一般来说, 对于变压器电感与电阻之比越大, 则涌流存在的时
间越长。 大型变压器的绕组导体截面大、 电阻低, 相对电感就大;
同时, 设计时选用的磁通密度又较高, 其涌流的峰值是很大的, 而
且存在时间也较长。 这样就有可能超过变压器继电保护的整定时
间。 因此, 为了缩短该涌流的存在时间, 大型变压器合闸时常在一
次侧和网络间串入一只电阻以减小合闸涌流, 并减小电感与电阻的
比值, 从而使涌流存在时间小于继电保护整定时间, 避免变压器空
载合闸时的励磁涌流引起保护装置误动作。
涌流在变压器 绕 组 内 也 会 产 生 很 大 的 电 动 力, 可能造成绕
组冲击性的振动而变形, 或加速绕组绝缘损坏, 进而影响变压器
寿命。