隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電業(yè)因其無(wú)污染等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到社會(huì)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(cái)產(chǎn)的安全。本文從變壓器勵(lì)磁涌流釋義開(kāi)始、隨后就變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析研究，最后就變壓器勵(lì)磁涌流的應(yīng)對(duì)策略提出了很好的意見(jiàn)。
    變壓器的勵(lì)磁電流是只流入變壓器接通電源一側(cè)繞組的，對(duì)縱差保護(hù)回路來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁電流的存在就相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故障時(shí)的短路電流。因此，它必然給縱差保護(hù)的正確工作帶來(lái)影響。下面筆者結(jié)合工作實(shí)際談一下勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的原理及應(yīng)對(duì)策略。
    變壓器勵(lì)磁涌流釋義
    1.1勵(lì)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(shí)，有時(shí)候，能夠觀察到變壓器電流表的指針有很大擺動(dòng)，隨后，很快又返回到正常的空載電流值，這個(gè)沖擊電流通常就被稱(chēng)為勵(lì)磁涌流。
    1.2變壓器勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)
    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(lì)磁涌流的變化曲線為尖頂波。
    1.2.2勵(lì)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(kāi)始瞬間衰減很快，以后逐漸減慢，經(jīng)0.5～1s后其值不超過(guò)(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(shí)間越長(zhǎng)，但總的趨勢(shì)是涌流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。
    1.2.4勵(lì)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(tái)斷路器控制一臺(tái)變壓器時(shí)，其速斷可按變壓器勵(lì)磁電流來(lái)整定。
    變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生原因
    變壓器勵(lì)磁涌流是由變壓器鐵心飽和引起的。在鐵心不飽和時(shí)，鐵心磁化曲線的斜率很大，勵(lì)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(zhǎng)，最終演變?yōu)閯?lì)磁涌流。
    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(guò)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(shí)，由于系統(tǒng)電壓下降，勵(lì)磁電流也將減小，因此，在穩(wěn)態(tài)情況下，勵(lì)磁電流對(duì)縱差保護(hù)的影響常常可忽略不計(jì)。然而在電壓突然增加的特殊情況下，就可能產(chǎn)生很大的勵(lì)磁電流，其數(shù)值可達(dá)額定電流的6～8倍。這種勵(lì)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(lì)磁涌流的應(yīng)對(duì)策略
    目前采用速飽和中間變流器；二次諧波制動(dòng)的方法；間斷角鑒別方法等三種方法來(lái)防止勵(lì)磁涌流引起的縱差保護(hù)的誤動(dòng)。
    3.1采用差動(dòng)速斷保護(hù)
    由于差動(dòng)速斷保護(hù)有固有動(dòng)作時(shí)間，故動(dòng)作電流無(wú)需避開(kāi)最大電流，此方案靈敏性低，只適用于小型變壓器。 差動(dòng)保護(hù)按照躲開(kāi)最大不平衡電流進(jìn)行整定時(shí)，帶速飽和原理的差動(dòng)保護(hù)能夠減少非周期分量造成的保護(hù)誤動(dòng)，這種差動(dòng)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(dòng)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(shí)繼電器的動(dòng)作電流大為增加，從而提高了躲避勵(lì)磁涌流和外部短路時(shí)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(dòng)繼電器
    中間速飽和變流器可以抑制勵(lì)磁涌流的傳變，從而防止保護(hù)的誤動(dòng)。但由于內(nèi)部短路時(shí)暫態(tài)電流也含有非周期分量，故保護(hù)應(yīng)延時(shí)動(dòng)作。加之由于三相涌流中往往有一相無(wú)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(dòng)作值加大，故保護(hù)的靈敏性降低。由于這種方法動(dòng)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(dòng)
    在勵(lì)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(lì)磁涌流最明顯的特征，因?yàn)樵谄渌r下，很少有二次諧波產(chǎn)生。這是大型變壓器差動(dòng)保護(hù)防止勵(lì)磁涌流的主要措施。二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)原理是調(diào)試簡(jiǎn)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(wú)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(dòng)保護(hù)動(dòng)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(lì)磁涌流，采用三相或門(mén)制動(dòng)的方案時(shí)，差動(dòng)保護(hù)必將被閉鎖。由于勵(lì)磁涌流衰減很慢，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可能會(huì)長(zhǎng)達(dá)數(shù)百毫秒。這也是二次諧波制動(dòng)方法的主要缺點(diǎn)。
    3.4利用勵(lì)磁涌流波形具有明顯間斷角的特征來(lái)避免勵(lì)磁涌流
    前面提到，在最初幾個(gè)波形中，涌流將出現(xiàn)間斷角。而變壓器內(nèi)部故障時(shí)流入差動(dòng)繼電器的穩(wěn)態(tài)差電流是正弦波，不會(huì)出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別的方法就是利用這個(gè)特征鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流，即通過(guò)檢測(cè)差電流波形是否存在間斷角，當(dāng)間斷角大于整定值時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。間斷角制動(dòng)的保護(hù)整定值一般設(shè)為65°。對(duì)于Y/d接線方式的三相變壓器，非對(duì)稱(chēng)涌流的間斷角比較大，間斷角閉鎖元件能夠可靠的動(dòng)作，并且裕量充足；而對(duì)稱(chēng)性涌流的間斷角會(huì)小于65°。進(jìn)一步減小整定值并不是好的方法，因?yàn)檎ㄖ堤?huì)影響內(nèi)部故障時(shí)的靈敏度和動(dòng)作速度。由于對(duì)稱(chēng)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(gè)反應(yīng)波寬的輔助判據(jù)，在波寬大于140°（有20°的裕量）時(shí)也將差動(dòng)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(shí)，能夠快速動(dòng)作。這一點(diǎn)是比二次諧波制動(dòng)（三相或門(mén)制動(dòng)）方法優(yōu)越的地方。對(duì)于大型變壓器，可以同時(shí)采用兩種原理的縱差動(dòng)保護(hù)，能夠起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，加快內(nèi)部故障的動(dòng)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(lái)判斷是勵(lì)磁涌流還是內(nèi)部短路。另一種是比較勵(lì)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(dú)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)，于是勵(lì)磁涌流不再進(jìn)入差動(dòng)回路。