隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電業(yè)因其無污染等特點被廣泛應(yīng)用到社會的各方面，變壓器作為交流電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備，其正常運(yùn)行直接關(guān)系著人民生命財產(chǎn)的安全。本文從變壓器勵磁涌流釋義開始、隨后就變壓器勵磁涌流產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析研究，最后就變壓器勵磁涌流的應(yīng)對策略提出了很好的意見。
    變壓器的勵磁電流是只流入變壓器接通電源一側(cè)繞組的，對縱差保護(hù)回路來說，勵磁電流的存在就相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故障時的短路電流。因此，它必然給縱差保護(hù)的正確工作帶來影響。下面筆者結(jié)合工作實際談一下勵磁涌流產(chǎn)生的原理及應(yīng)對策略。
    變壓器勵磁涌流釋義
    1.1勵磁涌流的定義
    變壓器是一種依據(jù)電磁感應(yīng)原理制造而成的靜止元件，是交流輸電系統(tǒng)中用于電壓變換的重要電氣設(shè)備。當(dāng)合上斷路器給變壓器充電時，有時候，能夠觀察到變壓器電流表的指針有很大擺動，隨后，很快又返回到正常的空載電流值，這個沖擊電流通常就被稱為勵磁涌流。
    1.2變壓器勵磁涌流的特點
    1.2.1涌流含有數(shù)值很大的高次諧波分量(主要是二次和三次諧波)，因此，勵磁涌流的變化曲線為尖頂波。
    1.2.2勵磁涌流的衰減常數(shù)與鐵芯的飽和程度有關(guān)，飽和越深，電抗越小，衰減越快。因此，在開始瞬間衰減很快，以后逐漸減慢，經(jīng)0.5～1s后其值不超過(0.25～0.5)In。
    1.2.3一般情況下，變壓器容量越大，衰減的持續(xù)時間越長，但總的趨勢是涌流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。
    1.2.4勵磁涌流的數(shù)值很大，最大可達(dá)額定電流的8～10倍。當(dāng)整定一臺斷路器控制一臺變壓器時，其速斷可按變壓器勵磁電流來整定。
    變壓器勵磁涌流產(chǎn)生原因
    變壓器勵磁涌流是由變壓器鐵心飽和引起的。在鐵心不飽和時，鐵心磁化曲線的斜率很大，勵磁電流近似為零；一旦鐵心出現(xiàn)飽和，磁化曲線斜率變小，電流隨著磁通線性增長，最終演變?yōu)閯畲庞苛鳌?br />     現(xiàn)代常用的電力變壓器飽和磁通一般設(shè)為1.15～1.4，而變壓器運(yùn)行電壓一般不應(yīng)超過額定電壓的3%～6%或更小，故縱差保護(hù)回路中的不平衡電流也很小。外部短路時，由于系統(tǒng)電壓下降，勵磁電流也將減小，因此，在穩(wěn)態(tài)情況下，勵磁電流對縱差保護(hù)的影響常?？珊雎圆挥嫛Ｈ欢陔妷和蝗辉黾拥奶厥馇闆r下，就可能產(chǎn)生很大的勵磁電流，其數(shù)值可達(dá)額定電流的6～8倍。這種勵磁電流就有可能大于飽和磁通，從而造成變壓器飽和。
    變壓器勵磁涌流的應(yīng)對策略
    目前采用速飽和中間變流器；二次諧波制動的方法；間斷角鑒別方法等三種方法來防止勵磁涌流引起的縱差保護(hù)的誤動。
    3.1采用差動速斷保護(hù)
    由于差動速斷保護(hù)有固有動作時間，故動作電流無需避開最大電流，此方案靈敏性低，只適用于小型變壓器。 差動保護(hù)按照躲開最大不平衡電流進(jìn)行整定時，帶速飽和原理的差動保護(hù)能夠減少非周期分量造成的保護(hù)誤動，這種差動保護(hù)的核心部分是帶短路線圈的飽和中間變流器和差動電流繼電器。短路線圈的存在使得在具有非周期分量電流時繼電器的動作電流大為增加，從而提高了躲避勵磁涌流和外部短路時暫態(tài)不平衡電流的性能。
    3.2采用帶中間速飽和變流器的差動繼電器
    中間速飽和變流器可以抑制勵磁涌流的傳變，從而防止保護(hù)的誤動。但由于內(nèi)部短路時暫態(tài)電流也含有非周期分量，故保護(hù)應(yīng)延時動作。加之由于三相涌流中往往有一相無非周期分量，以致該相速飽和變流器不起作用，這又必須使保護(hù)動作值加大，故保護(hù)的靈敏性降低。由于這種方法動作遲緩，靈敏性差，只適用于中、小型變壓器。 
    3.3采用二次諧波制動
    在勵磁涌流中，除基波、非周期分量電流以外，二次諧波電流為最大，這是勵磁涌流最明顯的特征，因為在其他工況下，很少有二次諧波產(chǎn)生。這是大型變壓器差動保護(hù)防止勵磁涌流的主要措施。二次諧波制動的差動保護(hù)原理是調(diào)試簡便，靈敏度高，在當(dāng)前變壓器縱差保護(hù)中應(yīng)用廣泛。但是，在安裝有靜止無功補(bǔ)償裝置等電容分量比較大的系統(tǒng)，故障暫態(tài)電流中也有較大的二次諧波含量，致使差動保護(hù)動作速度受到影響。若空載合閘前變壓器已經(jīng)存在故障，合閘后故障相為故障電流，非故障相為勵磁涌流，采用三相或門制動的方案時，差動保護(hù)必將被閉鎖。由于勵磁涌流衰減很慢，保護(hù)的動作時間可能會長達(dá)數(shù)百毫秒。這也是二次諧波制動方法的主要缺點。
    3.4利用勵磁涌流波形具有明顯間斷角的特征來避免勵磁涌流
    前面提到，在最初幾個波形中，涌流將出現(xiàn)間斷角。而變壓器內(nèi)部故障時流入差動繼電器的穩(wěn)態(tài)差電流是正弦波，不會出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別的方法就是利用這個特征鑒別勵磁涌流和故障電流，即通過檢測差電流波形是否存在間斷角，當(dāng)間斷角大于整定值時將差動保護(hù)閉鎖。間斷角制動的保護(hù)整定值一般設(shè)為65°。對于Y/d接線方式的三相變壓器，非對稱涌流的間斷角比較大，間斷角閉鎖元件能夠可靠的動作，并且裕量充足；而對稱性涌流的間斷角會小于65°。進(jìn)一步減小整定值并不是好的方法，因為整定值太小會影響內(nèi)部故障時的靈敏度和動作速度。由于對稱性涌流的波寬等于120°，而故障電流（正弦波）的波寬為180°，因此在間斷角判據(jù)的基礎(chǔ)上再增加一個反應(yīng)波寬的輔助判據(jù)，在波寬大于140°（有20°的裕量）時也將差動保護(hù)閉鎖。間斷角原理由于采用按相閉鎖的方法，在變壓器合閘于內(nèi)部故障時，能夠快速動作。這一點是比二次諧波制動（三相或門制動）方法優(yōu)越的地方。對于大型變壓器，可以同時采用兩種原理的縱差動保護(hù)，能夠起到優(yōu)勢互補(bǔ)，加快內(nèi)部故障的動作速度，不失為一種好的配置方案。
    目前有兩種方案，一種是直接鑒別間斷角的大小來判斷是勵磁涌流還是內(nèi)部短路。另一種是比較勵磁涌流和二次短路電流的變化率。 
    3.5 在變壓器各電壓側(cè)的繞組上單獨裝設(shè)差動保護(hù)，于是勵磁涌流不再進(jìn)入差動回路。