淺談變壓器勵磁涌流閉鎖的方法

邢艷榮1 秦佳偉2

1.烏海職業技術學院 2.內蒙古君正能源化工股份有限公司

淺談變壓器勵磁涌流閉鎖的方法

邢艷榮1 秦佳偉2

1.烏海職業技術學院 2.內蒙古君正能源化工股份有限公司

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，設計出涌流閉鎖的對策有著十分重要的現實意義。

變壓器 勵磁涌流 閉鎖

1 三相變壓器勵磁涌流的特點

對三相變壓器的勵磁涌流進行有效的分析是很麻煩的事,由于三相電流存在不同的初相角,這就造成了對勵磁涌流進行分析的復雜程度。通過捕捉到的勵磁涌流的波形可以清晰地看出，它的波形非常的不具有規則性，很難看出它到底是什么樣的函數的波形，但是將采集到的波形的圖進行頻譜的分析，也就是進行頻率的分解，就可以看出是很多種頻率的波形的幾何體，是一個波形的集合。除此之外，不管是在進行分析還是在進行測得的圖形的觀察上都可以看到有斷裂存在，這就稱為是間斷角。由于存在著間斷角，根據頻率譜的分析和分解就可以看到有很多的不同的頻率的波形存在。這些不是50Hz的頻率的波形都是雜波，也就是干擾的信號，這是我們所要消除掉的。再進一步的對所分解出來的波形進行分析就可以看出來，這里面最多的就是100Hz的波形。

三相變壓器涌流的特點：①在勵磁涌流的諧波分解中，二次諧波的含量較多。在三相中呈現了不同的特點，有一相的二次諧波最多，另外兩相較少。②變壓器三相電流之間存在120°的電位差。涌流在α=±30°并非α=0°時值最大。③涌流的波形不連續，有間斷角，且在對稱時，間斷角為最小。涌流的正向和反向最大值之間的波寬是120°。④勵磁涌流有對稱性的也有非對稱型的，其中，對稱性的勵磁涌流很微弱，幾乎檢測不到，但是非對稱性涌流中含有大量的非周期分量。

2 勵磁涌流對變壓器差動保護的影響

在影響變壓器差動保護出線不平衡電流的眾多因素當中，以變壓器空載合閘或外部故障切除所產生的勵磁涌流最為嚴重。其表現主要體現在兩個方面，一方面是勵磁涌流只存在于變壓器的電源側，而負載側由于開路沒有電流流過，另一方面是勵磁涌流的大小可以達到變壓器額定電流的幾倍甚至是幾十倍。如果不能正確識別或者抑制勵磁涌流，其流入差動保護回路后就將會造成差動保護誤動。除了產生誤動對變壓器差動保護造成不利影響以外，勵磁涌流還有可能對差動保護造成拒動或延緩動作的情況。

3 勵磁涌流閉鎖的方法

內部故障和勵磁涌流比較難以進行準確的區別，一般情況下，人們采用諧波識別法，也就是將電壓和電流中的諧波進行分析。

3.1 諧波電壓鑒別勵磁涌流

這種方法就是采用的是變壓器的自身結構的特性進行分析的。變壓器是一種非常復雜的結構，里面有繞組線圈，還有鐵芯的部分，在變壓器進行工作時，可以將電壓的大小進行隨意的變化，這就需要電磁感應來完成。因為有磁滯效應，所以在變壓器進行工作時就會出現磁場出現飽和的現象。在磁場出現了飽和的情況時，就會使得電流中的電流的波形發生非常明顯的改變。這種改變是由各種頻率的諧波所導致的。正因為如此，就可以利用電壓的諧波的存在與否來進行合理的判斷。

V1—電壓基波幅值；

V th、Tth—門檻值。

Vk—電壓初始采樣值；

V1k—基波分量計算采樣值。

當V1＜Vth時，但均可由Tsum＞Tth制動住。在發生了LC諧振時，該方法不能夠準確地發現，這是這一方法的缺點。通過使用三相或門跳閘措施可以明顯的改善其速動性。

3.2 二次諧波電流鑒別勵磁涌流

這種方法的基本原理是利用勵磁涌流在產生的時候會有一些列的特點，除了有電壓上的不同外還有很多電流上的不同。在正常的工作情況之下，變壓器的電流一般都是標準的正弦波的波形，當然因為在實際的情況下，有各種的非線性的因素的各種干擾作用，就會使得電流的波形不是很理想的正弦的形狀，但是總體上是非常接近的，那些干擾的波形的含量都在可以忽略的范圍之內。但是在出現了勵磁涌流的時候就不同了，這個時候的電壓的波形就會是含有各種的頻率的波形在同一時間存在著，在數學上的方法進行分析就是各種波行的相互疊加的結果，不過這只是在數學上進行分析的結果，在實際的物理的表示上卻并不是這樣的。這樣，根據數學模型的計算，運行設備的基本屬性就可以的出來電流的變化，在現行的系統中，電流的大小和方向和電壓的是一致的，只是在相位的差值上有不同。這樣就可以分析電流的波形的形狀來做成出相應的判斷。

4 結論

在我國電力系統高電壓大容量輸電的推廣中變壓器保護的可靠性和速動性顯得尤為重要。為了打破傳統保護面臨的僵局，需要新的工程技術的介入，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，如諧波識別在勵磁涌流的識別中得到廣泛的應用。

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[2]蘭生,張小釩.基于多判據的變壓器差動保護方法[J].電力系統保護與控制. 2015(23)

[3]肖愛國,宋小松,杜萍.涌流對電力變壓器差動保護的影響分析[J].內蒙古電力技術.2015(S2)

邢艷榮，（1982—），女，內蒙古豐鎮市人，講師，2004年畢業于內蒙古科技大學工學學士，主要研究方向：自動控制工程。