变压器励磁涌流：成因、危害及有效抑制措施378

变压器励磁涌流是电力系统中一种常见的暂态现象，其巨大的冲击电流往往会对电力设备造成严重的损害，甚至引发系统事故。因此，深入了解励磁涌流的成因、危害以及有效的抑制措施至关重要。本文将从多个角度详细阐述这一问题，并为电力系统运行维护人员提供一些可行的解决方案。

一、励磁涌流的成因

变压器励磁涌流的根本原因在于变压器铁芯的非线性磁化特性。当变压器投入运行时，铁芯的磁通密度从零迅速增加到饱和状态。由于磁化曲线在原点附近非常陡峭，初始阶段所需的励磁电流非常大，远大于额定励磁电流，这就是励磁涌流。这股巨大的电流并非是持续的，随着铁芯磁化饱和，涌流电流幅值会逐渐减小，最终衰减至正常励磁电流水平。其衰减过程取决于变压器的参数，例如铁芯材料、绕组电阻以及系统阻抗等。具体来说，影响励磁涌流大小的因素包括：
铁芯材料：不同的铁芯材料具有不同的磁化特性，例如冷轧硅钢片比热轧硅钢片具有更低的磁滞损耗和更小的涌流。
变压器容量：容量越大，铁芯体积越大，励磁涌流也越大。
投入运行的角度：变压器投入运行时，系统电压的相位角会影响涌流的大小。当电压波形处于过零点附近时，涌流最小；当电压波形处于峰值附近时，涌流最大。
系统阻抗：系统阻抗越高，涌流幅值越小，衰减越快。
变压器接线方式：不同的接线方式会对涌流产生不同的影响。

二、励磁涌流的危害

巨大的励磁涌流会带来一系列危害：
对变压器本身的损害：过大的电流会造成变压器绕组过热，绝缘老化加速，甚至导致绕组损坏。
对保护设备的影响：励磁涌流可能误动作保护装置，导致误跳闸，影响电力系统的稳定运行。
对电力电缆的影响：大电流会造成电缆过热，甚至烧毁。
对其它设备的影响：涌流会对系统中的其它设备，例如断路器、互感器等造成冲击，缩短其使用寿命。
电压暂降：励磁涌流会造成系统电压暂降，影响电力用户的正常用电。

三、励磁涌流的抑制措施

为了减轻励磁涌流的危害，需要采取有效的抑制措施。常用的方法包括：
采用低涌流变压器：选择具有优良磁化特性的低涌流变压器，可以有效降低涌流幅值。这通常需要采用优质的铁芯材料和合理的铁芯设计。
安装涌流抑制电抗器：在变压器投入运行处串联电抗器，可以限制涌流电流的大小，降低其对系统的影响。电抗器参数的选择需要根据具体情况进行计算。
调整变压器投入方式：选择合适的变压器投入方式，例如采用分段投入等方法，可以减小涌流的冲击。
改进保护装置：采用具有涌流识别功能的保护装置，可以避免误动作，提高系统的可靠性。
采用非线性电阻：在变压器二次侧并联非线性电阻，可以吸收涌流能量，减小涌流对系统的影响。
优化系统运行方式：在变压器投入运行前，尽可能降低系统阻抗，可以减小涌流幅值。

四、总结

励磁涌流是变压器投入运行时不可避免的现象，但其巨大的冲击电流会对电力系统造成严重危害。通过选择合适的变压器，安装涌流抑制装置，改进保护措施，以及优化系统运行方式，可以有效抑制励磁涌流，确保电力系统的安全稳定运行。在实际工程中，应根据具体情况选择合适的抑制措施，并进行相应的计算和分析，以达到最佳的抑制效果。

需要注意的是，以上方法并非相互排斥，可以根据实际情况进行组合使用，以达到最佳的抑制效果。例如，对于大型变压器，可能需要同时采用低涌流变压器和涌流抑制电抗器等多种措施。此外，定期对变压器和相关设备进行维护保养，也是降低励磁涌流危害的重要措施。

2025-05-13

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