什么是励磁涌流

什么是励磁涌流 ,

变压器励磁涌流是 : 变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。变压器 投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁 通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压 器额定电流的 6-8 倍。励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩 余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零 点瞬间 （该时磁通为峰值 ） 。变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰 减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为 5-10 秒，小容量 变压器约为 0.2 秒左右。

1 概述

变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于把低电压变成高电压或 把高电压变成低电压，是交流电输配系统中的重要电气设备。当变压器合闸时，可 能产生很大的电流，本文主要论述该电流的产生和影响。

2 励磁涌流的特点

当合上断路器给变压器充电时，有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大， 然后很快返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常称之为励磁涌流，特点如下

1）涌流含有数值很大的高次谐波分量 （ 主要是二次和三次谐波 ） ，因此，励磁涌 流的变化曲线为尖顶波。

2）励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越 快。因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经 0.5,1s 后其值不超过 (0.25,0.5)In

3） 一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的 衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。

4）励磁涌流的数值很大，最大可达额定电流的 压器时，其速断可按变压器励磁电流来整定。

3励磁涌流的大小

3.1合闸瞬间电压为最大值时的磁通变化

在交流电路中，磁通 ①总是落后电压u90?相位角。如果在合闸瞬间，电压正 好达到最大值时，则磁通的瞬间值正好为零，即在铁芯里一开始就建立了稳态磁

8,10倍。当整定一台断路器控 制一台变

3.2合闸瞬间电压为零值时的磁通变化

当合闸瞬间电压为零值时，它在铁芯中所建立的磁通为最大值 （,①m）。可是, 由于铁芯中的磁通不能突变，既然合闸前铁芯中没有磁通，这一瞬间仍要保持磁通 为零。因此，在铁芯中就出现一个非周期分量的磁通

①fz，其幅值为 ①m

这时，铁芯里的总磁通 ①应看成两个磁通相加而成，如图 2所示。铁芯中磁

通开始为零，到1/2 T时，两个磁通相加达最大值，① 波形的最大值是 ①1波形 幅值的两倍。因此，在电压瞬时值为零时合闸情况最严重。虽然我们很难预先知道 在哪一瞬间合闸，但是总会介于上面论述的两种极限情况之间。

变压器绕组中的励磁电流和磁通的关系由磁化特性所决定，铁芯越饱和，产生

定的磁通所需的励磁电流就愈大。由于在最不利的合闸瞬间，铁芯中磁通密度最 大值可达2①m这时铁芯的饱和情况将非常严重，因而励磁电流的数值大增，这 就是变压器励磁涌流的由来。励磁涌流比变压器的空载电流大

100倍左右,

在不考虑绕组电阻的情况下，电流的峰值出现在合闸后经过半周的瞬间。但 是，由于绕组具有电阻，这个电流是要随时间衰减的。对于容量小的变压器衰减得 快，约几个周波即达到稳定，大型变压器衰减得慢，全部衰减持续时间可达几十 秒。

综上所述，励磁涌流和铁芯饱和程度有关，同时铁芯的剩磁和合闸时电压的相 角可以影响其大小。

4励磁涌流的影响

励磁涌流对变压器并无危险，因为这个冲击电流存在的时间很短。当然，对变 压器多次连续合闸充电也是不好的，因为大电流的多次冲击，会引起绕组间的机械 力作用，可能逐渐使其固定物松动。此外，励磁涌流有可能引起变压器的差动保护 动作，故进行变压器操作时应当注意。

什么是励磁电流？什么是变压器励磁涌流，

变压器励磁涌流是 : 变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。变压器 投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁 通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压 器额定电流的 6-8 倍。励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩 余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零 点瞬间 （该时磁通为峰值 ） 。变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰 减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为 5-10 秒，小容量 变压器约为 0.2 秒左右。

当变压器在停电状态时，变压器铁芯内部的磁通接近或等于零，当给变压器充 电时，铁芯内产生交变磁通，这个交变磁通从零到最大叫做铁芯励磁，我们把这一 过程产生的电流叫做变压器励磁涌流，这个电流要高于变压器的额定电流，从变压 器的机械力、电动力到保护整定都要为 躲过励磁涌流整定 . 微机励磁调节器软件 设计

PIC微机励磁调节器的软件采用 PIC16F877的汇编语言和C语言混合编程，人 机界面友好，操作简单。另外，采用模块化设计思想，以主程序为核心，设计了各 功能模块子程序，使大量的功能在子程序中实现，简化了软件设计结构。子程序模 块主要包括系统初始化及上电自检模块、

PID调节模块、运行方式跟踪模块、过励

4 所示。

和欠励控制模块、开停机模块、通信模块等。系统主程序流程图如图

系统提供了三种不同的运行方式，即恒电压调节、恒励磁电流调节、恒无功功 率调节。不同的运行方式可以通过键盘切换和设定给定值，此外，系统还设置了运 行方式跟踪模块，即备用运行方式输出对当前运行方式输出的跟踪，以实现运行方 式切换时的无扰动。

由于励磁系统有惯性和滞后的控制对象，同时要求有较高的控制精度和较快的

响应速度，因此本设计中采用改进型 PID调节方式，即通过采用积分分离算法消除 积分饱和效益，减小超调，同时利用在动态响

应中加大比例作用，稳态过程中减小比例作用的变增益方法，消除大偏差，加

快过渡过程，使励磁调节器具有较理想的调节特性。

为了提高整个系统的可靠性，除了在上电时进行自检外，在每个计算周期内都进行了检错、容错处理和软件看门狗。