淺談啟備變的勵磁涌流

邢艷榮 秦佳偉

摘 要：電力變壓器現在廣泛應用于電力系統中，主要作用是升高或降低電壓，是電力系統不可或缺的重要設備。隨著使用電壓等級也逐漸提高，現場運行方式的改變，使得電廠啟動備用變壓器在運行方式改變時出現勵磁涌流，保護動作的正確率有下降趨勢，存在保護誤動的情況。因此對變壓器主保護的差動保護進行更為深入、細致的研究有著十分重要的現實意義。

關鍵詞：變壓器；勵磁涌流；閉鎖

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

1 變壓器的勵磁涌流

當啟備變由冷備狀態投入運行時，由于是處于備用的狀態，因此沒有帶任何的負荷，在這種情況下，也就是空載。此時，在開關進行切換時，就相當于啟備變的一次側出現了在空載的情況下進行導通，這時就會有很強的一股涌流在啟備變的勵磁之路中流過，這股涌流大概是正常的變壓器運行情況下電流的5到10倍。涌流的產生是由于變壓器的勵磁飽和現象。這股涌流產生時雖然會很快的衰減掉，然而其強大的電流足以在非常短暫的時間內對變壓器的設備造成難以估量的破壞，使變壓器內部夾件松動。

2 勵磁涌流的影響

數值很大的勵磁涌流會對變壓器差動保護造成影響，差動保護是用變壓器兩側的TA電流矢量差達到保護定值時啟動動作的，是變壓器的主保護，用來檢測變壓器內部故障的。通常情況之下，流過變壓器的差動保護裝置的電流微乎其微，可以忽略不計。但是如果合閘時可能會出現很大的勵磁涌流，會對差動保護裝置產生影響，使保護裝置誤動作，跳開啟備變兩側斷路器，使合閘失敗。所以需要一些判別條件來鑒別勵磁涌流和內部故障電流，在合閘時能夠通過閉鎖差動保護使其不會誤動。

3 勵磁涌流影響的治理

為了消除勵磁涌流帶來的影響就要能夠對變壓器中的過電流是否是勵磁涌流做一個鑒別，然而，由于勵磁涌流的特殊性和快速衰減特性，目前要能夠準確的對勵磁涌流進行識別還不太容易做到。在當前所采取的用于勵磁涌流的辨別方法通常是在變壓器中設置的繼電保護裝置中的差動保護加閉鎖條件來實現。由于勵磁涌流中含二次諧波分量較大，也就是說，只要是能夠對二次的諧波進行識別就可以判斷勵磁涌流的存在了，因此，在變壓器的差動保護設置中采用的工作原理是二次諧波制動的方式。一旦在變壓器中產生了勵磁涌流，變壓器的差動保護就可以敏銳的發現二次諧波的存在，根據二次諧波的制動比的設置，就可以很輕易的識別出變壓器中的二次諧波的量，以此作為依據就可以判斷出變壓器中已經產生了勵磁涌流。隨著技術的不斷進步，為了減少變壓器鐵芯中因為磁場的作用而產生的渦流效應，在變壓器鐵芯的材料上進行了不斷的改進，目前都使用硅鋼片的材料，由于這種材料可以消除勵磁涌流中的二次諧波的含量，這樣在產生勵磁涌流時會使得二次諧波的含量在15%以下。這樣，就會對差動保護判斷二次諧波的含量造成了誤差，不能夠準確的判斷出二次諧波，也就會出現保護不能夠準確的動作的情況。另外一個影響因素是變壓器中的電容，由于電容的存在，也會產生一部分的二次諧波，這時就不能夠有效地判斷出到底是由于什么原因而產生的二次諧波。可以把因為勵磁涌流的存在造成的變壓器差動保護誤動作的情況總結如下：

因為在三相變壓器中，ABC相的電壓和電流的相位依照順時針依次為120°的差值，這就會使得在變壓器內部產生勵磁涌流時，會出現特別復雜的情況。總的說來，勵磁涌流在波形的劃分上說是兩種，一種是單向的，另外一種是雙向的。所謂的單向指的是電流的方向只存在一個方向，也就是順著一個方向流動，所謂的雙向是指，電流時而正向流動，時而反向流動，方向不一。除此之外，勵磁涌流的波形也不是規范的，形狀比較亂，難以準確的進行描述。這些因素都會使得變壓器的保護在動作時出現誤差，因為變壓器的差動保護所采用的工作原理是根據理想的情況進行設定的，一旦設定了之后就難以更改，這樣在變化的勵磁涌流的波形的辨別上就會出現一定的誤差，導致了保護發生誤動作的幾率就大。 傳統的辨別勵磁涌流的方法都是根據固定的波形的形狀、里面所含有的諧波的含量等等的特征來判斷。這些鑒別的方法在實際的測定中就會很難對具體的變化著的勵磁涌流特征進行準確的追蹤。這就會在一定程度上造成保護失靈，不能捕捉到某些勵磁涌流的存在。

4 小結

由于運行現場的復雜性，需要通過理論和仿真試驗分析變壓器勵磁涌流的基礎上，尋求其他可行的鑒別方法。近些年來，人們將人工智能控制、信號分析等領域的理論應用于變壓器的保護中取得了一系列新的研究成果，如小波識別法、間斷角原理鑒別法、磁通特性識別法等方法在勵磁涌流的識別中得到廣泛的應用。

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作者簡介：邢艷榮（1982-），女，內蒙古豐鎮人，本科，講師，研究方向：自動控制工程。