第2章单相变压器励磁涌流分析

　　2.1励磁涌流机理

　　当变压器空载合闸或者外部故障切除后电压恢复时，励磁电压的突然上升可能使变压器铁芯发生饱和，在铁芯的非线性励磁的作用下，就会出现很大的暂态励磁电流，该电流就是所谓的励磁涌流^[2]。

　　以一台空载合闸的单相变压器为例，设电源电压为内阻抗为零，等效电路如图2-1a所示。假设变压器在t=0时刻突然合闸于电压为U的无穷大系统上，忽略变压器漏抗压降Lσ，且铁芯磁化曲线以二折线来拟合(图2-1b)，令变压器一次绕组匝数N=1。

图2-1单相变压器模型

　　此时铁芯磁通为

　　其中，额定工作磁通，为合闸时刻的铁芯剩磁。

　　当变压器达到正向饱和，即磁通时，励磁涌流^[3]为

　　式中，为变压器饱和后的励磁电抗，α为合闸时刻的电源相角(即合闸角)，i_ms为饱和点处的励磁电流。

　　同理可知，当时，负向涌流为

　　由此可以计算出励磁涌流波形(如图2-2a)，饱和严重时，涌流呈现出显著畸变的尖顶波，谐波含量丰富(如图2-2b)，尤其是二次谐波，且波形周期性间断，据此即可鉴别空投变压器是否出现了励磁涌流并加以闭锁保护。

图2-2某励磁涌流示例