变压器空载合闸充电钟罩对底盘放电的详细介绍【钜大锂电】
变压器空载合闸充电钟罩对底盘放电的详细介绍
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　　钟罩型式的变压器，空载合闸充电时，出现钟罩对底盘火花放电现象。即在变压器充电时的合闸瞬间，在钟罩靠近底座附近位置的地方，看到放电火花。这是一种类似电容放电现象。也就是说，变压器线圈类似电容器的一个极板;变压器钟罩也相当电容器的一个接了地的极板，在两极板中间的变压器油是介质，这就构成了一个“特殊电容器”。所以，当110kV及以上电压级变压器充电，在产生很大的励磁涌流时，就等于向“特殊电容器”的一个极板以高压、大电流强充电。由于“特殊电容器”的另一个极板是通过螺栓接地，螺杆、螺母、螺孔、法兰盘等间有油膜、气隙甚至油漆形成电阻，加之电流过大，故而对地泄流不畅，产生大小不一的火花。放电火花的大小，与变压器合闸时产生的励磁涌流的大小是对应的，产生的涌流大，火花也大;产生的涌流小，火花也小。在励磁涌流很大时，产生火花的范围，在围绕变压器钟罩靠近底座周围一圈都可见强烈火花。这种火花一闪即逝，对变压器不造成危害，但观其火花的大小及范围可见其变压器合闸瞬间产生励磁涌流的大小程度。　　变压器的励磁涌流是什么?分析表明，在110KV及以上电压级的大、中型变压器正常运行时，空载电流只占额定电流的2～10%，但在变压器合闸充电的瞬间，空载电流却很大，有时超过额定电流的6～8倍，这种现象的出现就叫发生了励磁涌流。励磁涌流的产生与电源电压接入变压器所产生的磁通数值大小有关，而磁通的数值又与合闸时(t=0)电源电压的初始相位角α有关。以单相变压器为例，将电源电压U1接入变压器(如附图所示)，其电压方程式为：　　式中U1m——加于变压器一次侧电压的最大值。　　U1——加于变压器一次侧电压的瞬时值　　α——合闸时一次电压的初始相位角　　i1——变压器一次侧电流　　R1——变压器一次绕组的电阻　　W1——变压器一次绕组匝数　　Φ——变压器主磁通的瞬时值　　由于i1R1很小，忽略它虽然使计算结果表现不出暂态过程的衰减，但可使分析简化。这样式(1)变为：　　由于W1与变压器的结构有关，U1m及ω决定于系统的电源。所以，磁通的数值只与合闸时(t=0)的相位角有关。由于相位角α实际上可以是0～2π的任一数值，因此从极端的情况看有如下二种：　　(1)t=0时，α=变压器空载合闸充电钟罩对底盘放电的分析，此时U1=U1m，由(3)式得：　　Φ=-Φmcos(ωt+变压器空载合闸充电钟罩对底盘放电的分析)=ΦmSinωt　　这种情况不产生瞬变过程，合闸后磁通立即达到稳态值，励磁电流也是如此，即不产生涌流。　　(2)t=0时，α=0，此时U1=0，由(3)式得：　　Φ=Φm(1-cosωt)　　这时，合闸后，磁通由零增大至2Φm，励磁电流由零增大至对应于2Φm的数值。由于磁通与励磁电流的非线性关系，故励磁电流能达到正常空载励磁电流数值的几十倍，使变压器充电侧电流达到6～8倍的额定电流。在三相变压器充电时，由于每相电源电压瞬时值不相等，故产生的励磁涌流也不相同，合闸瞬间电压为0或最小的相，产生的励磁涌流量大，反之，则小。　　由于变压器绕组中存在电阻，励磁涌流从很大的数值很快就衰减到正常值。故励磁涌流所造成的“特殊电容器”的对地放电，对变压器本身并不造成危害。但针对励磁涌流而言，必须注意以下几个问题：　　(1)当向变压器充电有几个电源可供选择时，应选用小系统电源充电。因为小系统电源的等值阻抗较大，涌流电压降也就较大，加于变压器的实际电压变小。最终导致涌流减小。而且小系统电源的等值阻抗中电阻成份较大，能使涌流更快衰减。如果能有单一的发电厂对变压器由零值电压逐渐升压进行充电，更是可以完全避免产生励磁涌流。同时，也就避免了上述的“放电火花”。　　(2)当变压器的高低压绕组两侧都具有电源时，为避免变压器的励磁涌流产生较大的电压波动，应采用变压器高压侧电源充电，然后在低压侧并列操作。尤其是低压侧具有对电压波动效应灵敏的负荷时(如整流负荷等)，更应如此。　　(3)变压器充电时，首先接触电源的一侧可能产生很大的励磁涌流，另一侧无电流，故容易使变压器的差动保护动作。虽然速饱和类型的差动保护设备，能改善这一状况，但有时仍会发生误动作。在操作中应予以注意。
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2018 东莞市钜大电子有限公司护在变压器合闸过程中的自适应策略_图文_百度文库
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护在变压器合闸过程中的自适应策略
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&&&牵引主变压器空载合闸电磁暂态研究
牵引主变压器空载合闸电磁暂态研究
在电气化铁路工程中,一些牵引主变压器一次侧采用独立单相断路器控制,合闸时非同期动作会导致过电压、励磁涌流等电磁暂态,造成熔断器烧断、爆炸,母线支撑绝缘闪络.本文通过研究三相YNd11型牵引主变压器(110/27.5kV)高压侧空载合闸时的电磁暂态过程,分析变压器合闸过电压产生的原因.首先搭建电路模型进行分析计算,其次利用PSCAD搭建仿真模型进行补充分析.计算表明:同期合闸过电压为系统谐振与系统正弦电压叠加形成,非同期时,角侧环流及三相电容参数影响也使得合闸电压有所变化,仿真证明三相非同期合闸最大过电压比同期合闸电压高出33％.当系统参数一定时,合闸角为0°附近合闸电压最小,90°附近合闸电压最大,三相非同期下最大过电压为系统额定电压的2.7倍.采用同期合闸、选相合闸技术及合闸电阻均能有效减小合闸过电压。
摘要： 在电气化铁路工程中,一些牵引主变压器一次侧采用独立单相断路器控制,合闸时非同期动作会导致过电压、励磁涌流等电磁暂态,造成熔断器烧断、爆炸,母线支撑绝缘闪络.本文通过研究三相YNd11型牵引主变压器(110/27.5kV)高压侧空载合闸时的电磁暂态过程,分析变压器合闸过电压产生的原因.首先搭建电路模型进行分析计算,其次利用PSCAD搭建仿真模型进行补充分析.计...&&
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东北电力大学 4.1
变压器的空载合闸时的瞬变过程
变压器二次侧空载，把一次侧绕组接入电源，称为变压器的空载合闸。
变压器正常运行时，励磁电流很小，大型电力变压器空载电流只占额定电流2.5%以下 。但空载合闸到电网的瞬间，励磁电流可能急剧增加为正常励磁电流的几十倍，甚至上百倍，空载合闸出现的瞬态电流冲击，可能引起系统跳闸。
变压器的瞬变过程
一、空载合闸物理过程分析 图4－1
变压器空载合闸到电网接线图
, Φ＝0 的初始条件下，上式的解为：
电网电压按正弦规律变化，则空载时一次侧的电压平衡方程为：
结论：磁通无暂态分量，合闸后立即建立稳态磁通，所以建立此磁通的励磁电流不经过瞬变过程就达到了稳态励磁电流，避免了空载合闸时冲击电流的产生，也就是说，变压器在这种情况下合闸最为有利。
(1)当初相角为
在空载合闸后半个周期（
），磁通达到最大值
为正常励磁磁通的两倍。
(2)当初相角为
时： 图4－2 α=0空载合闸时磁通曲线
铁心磁化曲线
此时合闸，将使铁心处于严重过饱和，从而导致励磁电流急剧增加，可达到正常励磁电流的几十甚至上百倍，额定电流的5~8倍。铁心饱和程度越高，合闸电流也越大。
实际情况下，电阻
所以励磁电流会逐渐衰减到正常值，衰减快慢与绕组电阻和电抗有关。一般小容量变压器
较大，合闸电流衰减快，只需几个周期就可以达到稳态值。大型变压器
较小，合闸电流衰减慢，有时可能达到20s。
空载合闸电流对变压器本身没有多大的危害，但当它衰减较慢时，可能引起过电流保护装置动作而跳闸。 为了避免这种现象，需设法加速合闸电流的衰减。大型变压器中，在变压器一次侧串联一个合闸附加电阻，以减小合闸电流幅值并加快衰减，合闸结束后将该电阻切除。
二、空载合闸的影响 4.2
变压器副边突然短路时的瞬变过程
一、突然短路瞬变过程分析 图4－5
变压器突然短路
突然短路电流的大小与发生短路瞬间电源电压的初相角有关。
（1）突然短路发生在电压初相角
突然短路一发生就进入稳定状态，短路电流值最小。
（2）突然短路发生在电压初相角
α=0时突然短路电流
短路电流最大值发生在短路后半个周期瞬间，即
时，可求出最大短路电流为：
是突然短路电流的最大值与稳态短路电流最大值的比值，其大小决定于变压器的
，中、小型变压器
，大容量变压器
=1.7~1.8。
成反比。 例如当
最大短路电流达到额定电流的25－30倍，这样大的冲击电流会对变压器绕组产生很大的电磁力，对变压器安全运行有严重影响。为了限制最大短路电流，变压器的短路阻抗不能太小，但从减小变压器的电压变化率角度考虑，短路阻抗也不能太大，所以，变压器设计时要全面考虑 。 二、突然短路的影响 从发热的角度来看，突然短路时由于短路电流很大，而铜耗与电流的平方成正比。所以，短路时铜耗很大，其绕组温度急剧升高，变压器的保护装置会动作及时切除电源。 从力的角度来看，变压器绕组中的电流与漏磁场作用产生电磁力。突然短路时，电流可达额定电流20～30倍，电磁力将达到正常运行时所承受电磁力的400～900倍。这将可能冲垮绕组、损坏绝缘。
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&&&三相不同期合闸下变压器电磁暂态分析及对保护的影响
三相不同期合闸下变压器电磁暂态分析及对保护的影响
Analysis of Electromagnetic Transients of Three-phase Transformer's Non-synchronous Closing and Its Influence on Protection
三相断路器经过长期运行后出现短时的三相合闸不同期,这在现实中是不可避免的.由于三相变压器三角形侧绕组的存在,使其在三相不同期合闸过程中会经历多个暂态过程,从而可能在剩磁较小的情况下也会导致铁芯的严重饱和,使差动保护误动作.在三相组式变压器模型的基础上,分析了三相不同期合闸的物理过程,对变压器合闸过程中的磁链进行了计算,并分析了产生磁链最大值的合闸情况以及漏抗对磁链的影响,发现漏抗在涌流的分析中不能忽略.分析表明,在三相不同期合闸的影响下可能出现二次谐波含量远低于传统值的情况.
摘要： 三相断路器经过长期运行后出现短时的三相合闸不同期,这在现实中是不可避免的.由于三相变压器三角形侧绕组的存在,使其在三相不同期合闸过程中会经历多个暂态过程,从而可能在剩磁较小的情况下也会导致铁芯的严重饱和,使差动保护误动作.在三相组式变压器模型的基础上,分析了三相不同期合闸的物理过程,对变压器合闸过程中的磁链进行了计算,并分析了产生磁链最大值的合闸情况以及漏抗...&&
Abstract：
After long-term operation, the occurrence of short-time non-synchronous closing of three phase circuit breaker is inevitable in practice. And because of the existence of delta windings, the three phase transformer will then experience a multi-transient process, which may lead to the high saturation of iron core even with low remanent magnetism, thus result in the mal-operation of differential protection. Based on modeling of a three-phase transformer, the physical process of three-phase non-synchronous closing is analyzed, the changes of flux in the closing of transformer is calculated, and the closing situations which result in the maximum flux is also analyzed, as well as the influence of leakage reactance on flux, which is found to be non-negligible in analysis of inrush. Analysis shows that the second harmonics could be far smaller than the traditional value in case of non-synchronous closing.
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