技術經驗分享:變壓器空載時合閘電流的動向如何?
發布時間:2015-10-22 責任編輯:sherry
【導讀】本文對變壓器空(kong)載(zai)時(shi)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)合(he)閘(zha)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)了(le)詳(xiang)細(xi)的(de)分(fen)析(xi)。通(tong)過(guo)公(gong)式(shi)分(fen)析(xi)的(de)方(fang)式(shi)為(wei)大(da)家(jia)講(jiang)解(jie)了(le)再(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)空(kong)載(zai)合(he)閘(zha)瞬(shun)間(jian)的(de)變(bian)化(hua),在(zai)掌(zhang)握(wo)其(qi)中(zhong)的(de)的(de)原(yuan)理(li)之(zhi)後(hou),即(ji)便(bian)再(zai)出(chu)現(xian)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)問(wen)題(ti),相(xiang)信(xin)大(da)家(jia)也(ye)能(neng)經(jing)過(guo)思(si)考(kao)順(shun)利(li)解(jie)決(jue)。
在zai變bian壓ya器qi設she計ji過guo程cheng中zhong,偶ou爾er會hui遇yu到dao變bian壓ya器qi空kong載zai的de情qing況kuang,其qi成cheng為wei了le困kun擾rao部bu分fen設she計ji者zhe的de難nan題ti,想xiang要yao解jie決jue變bian壓ya器qi空kong載zai問wen題ti,就jiu首shou先xian需xu要yao全quan麵mian的de了le解jie在zai空kong載zai合he閘zha時shi的de瞬shun變bian過guo程cheng,在zai本ben篇pian文wen章zhang當dang中zhong,小xiao編bian將jiang對dui變bian壓ya器qi空kong載zai合he閘zha電dian流liu瞬shun間jian的de瞬shun變bian過guo程cheng進jin行xing介jie紹shao。
在電路中,當在變壓器處於穩態運行時,I0(空載電流)很小,大型變壓器甚至不到1%倍的額定電流;但dan在zai空kong載zai時shi,變bian壓ya器qi突tu然ran接jie入ru電dian網wang,此ci瞬shun時shi可ke能neng有you很hen大da的de衝chong擊ji電dian流liu,是shi空kong載zai電dian流liu的de幾ji十shi倍bei到dao幾ji百bai倍bei。此ci現xian象xiang的de存cun在zai主zhu要yao是shi由you於yu飽bao合he和he剩sheng磁ci的de存cun在zai。
空載合閘電流分析
建立方程,設外施電壓按正弦規律變化,並求解。
=1.414Usin(ωt+α)=+ωdΦ/dt(1)
其中,α為外施電壓初相角;im為激磁(原邊)電流瞬時值。
L=ωΦ/i即=ωΦ/Lav(2)
由於電力變壓器電阻較小,實質上的存在是瞬態過程衰減的重要因素。
(2)代入(1)得磁通方程:
sin(ωt+α)=ωΦ/Lav+ωdΦ/dt(3)
解得:
Φ=Φsin(ωt+α-90°)+CE(4)
其中,Φ為穩態時的磁通幅值,C為積分常數,E為的(-t/Lav)次方。(2)確定C。
設鐵芯無剩磁t=0,Φ=0,代入(4)式得C=Φcosα(5)
從而Φ=-Φcos(ωt+α)+(Φcosα)E(6)
討論
①在初相角α=0時接通電源,則Φ=-Φcosωt+Φ

圖1
由圖1知,在合閘後的約半個周期,即當t=π/ω時,穩態分量和瞬態分量的瞬時值相疊加,並考慮到剩磁,可達約Φ=2Φm,故此時磁路非常飽和,相應的激磁電流急劇增大可達正常時空載電流的幾百倍,額定電流的幾倍。
初相角α=π/2時接通電源,則:Φ=-Φsinωt(8)
說明變壓器即進入穩態,不含瞬變分量,是理想的合閘時間。一般小型變壓器電阻較大,電抗較小,衰減較快,約幾個周期可達穩態;大型變壓器,電阻較小,電抗較大,衰減較慢,可能延續幾秒鍾達穩態。
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