变压器有载合闸过程中故障分闸后铁心剩磁分析

变压器有载合闸过程中故障分闸后铁心剩磁分析李明武，梁冠安华南理工大学电力学院，广东广州510641由于副边突然短路导致主保护动作时电流和磁通的暂态过程对变压器铁心内的剩磁作了定性的分析，1引言在变压器的些试验中，如电压比直流电阻的测量和空载试验，会出现些异常现象。在这些异常现象中，铁心中剩磁的影响占了很大比例。尤艽足在电力变压器的空载合闸中，铁心中剩磁的大小和极性会直接影响励磁涌流的大小，对激励点及合闸策略有较大的影响。因此有必要分析变压器的剩磁效应，以及它对暂态过程的影响。违立个较合理的变压器模型，并且对其暂态过程进行分析，同时对变压器的磁化曲线进行拟合，采用连续光滑的解析函数来模拟磁滞回线，对变压器铁心内的剩磁作了定性2变压器模型的建立和暂态分析变压器有载合闸的暂态过程仍可用变压器的等效电路来分析，其模型1.

系统侧为正弦电压源，其内阻抗为+乙，流过的电流为，励磁阻抗为纯电感流过的励磁电流为，负荷阻抗为，+，2，负荷电流为。根据基尔霍夫定理，可列方程1令铁心中的感应主磁通为少，由电磁感应定理将式2，3，4代人式1中整理得121分析式5可知，在变压器合闸后磁通建立的过程中，励磁电感1为时变，方程为个带有时变系数的微分方程，要获得其解析解较困难。同，在变压器的励磁阻抗与负荷阻抗可比的情况，次电流不等于次电流，而且次电流与励磁涌流相丸影响，也很难得到其解析形式。假定式5中的1为常数，负荷阻抗极小，而且由于磁饱和造成励磁支路的电抗急剧下降，励磁支路的分流效果可以忽略，使得，2，同时忽略铁心漏磁的影响，则式5可以化为常微分方程来解。电源电压为，1如+，1采用平均电感后，1与少的关系为=少4，则可得1〃1将式6的前两项进行矢量合并，进步整理可得终达式为矢量合并时相对基准轴的角度。

从式7可，除了稳态磁通外，还，两个良流分量，按各自的时间常数，减。

在励磁磁通的建过程中，变压器的副边突然短路所产生短路电流的瞬态过程，可以通过变压器电流不致引起电网电压下降，则可得突然短路时的状态微分方程式。简化等效电路2.

伽，七命9，3变压器的电磁性能及其拟合如果磁场强度打从未磁化状态开始逐渐增大到某个大值好，然后逐渐减小磁场强度，磁通密度5不沿原来的曲线下降，而是沿另条曲线下降。这种5的变化滞后于打的现象称为磁滞。

当，逐渐从汉，变化到片，再变回到汉，时，将得到个相对原点对称的闭合曲线，称为磁滞，线。当况足够大，该面积达到极限值，这个包围大面积的磁滞，线就称为饱和磁滞回线。在对变压器上升和下降的曲线所组成的。它们与磁化曲线必，相交于点认和认，4.

在计算过程中，当励磁电流处于，搡对应的区间，中时。励磁特性被限定在该区间的磁滞回线上。当励磁电流超过该区间时，励磁特性与磁化曲线少0致。

采用如下的达式来模拟饱和磁滞回环141通常在变压器发生短路之前，可能已处于负载运行，似是由于负载电流比短路电流小很多，为简化计算可忽略不计，而认为突然短路适在免载情况发生的。由此初始条件可得4，训，所以tT上式明，短路电流的大小与系统侧电源电压，的初相角有关，并逐步趋于稳定。

假定短路电流达到稳态值后，即时刻断路器分网。副边的瞬变电流因艽初始值为，8+，故可采用重叠原理用增量法分析，求解其分闸时刻基本磁化曲线少，=6.+厂0以上公式中人九心均为常数河由变压器可以根据上述的饱和磁滞回线来描述其中的局部磁滞曲线，假定局部磁滞曲线在点，处由上升变为下降，厅为饱和磁滞回环下降分支与局部磁滞回环降分支间的纵向位移，则对于局部磁滞曲线下降分支上的任意点，有，=少心，由此，得少局部蟑吮⑷羊+参。

应磁通；也为转折点处电流值在局部磁滞曲线上的对应磁通；为饱和点对应的磁通量，5.

4算例分析及结论以单相变器为例来说明算法的有效性。变压器抗汜折算到次侧众负载阻抗了19052.由变压器的特性曲线和实测数据确定磁滞曲线数学模型中的参数，=1.78，6=62=0.4，=0.0385，=1.72，6.=58.7，=0387，通过计算可得稳态励磁电流2人。在=0时刻，不同的合阐初相角对应的剩磁理论计算值和实测值1.

迪过误差分析证明了提出算法的，行性利用连合闸初相角剩磁计算值17剩磁实测值续光滑的解析阐数来模拟磁滞曲线，可以避免传统分段线性化所带来的误差。变压器栽合闸过程中副边突然短路，铁心中的磁通变化规律由局部磁滞曲线确定。并且由此来确记剩磁。利用该法确定铁心中的剩磁，对以分析变压器的柯态过程及推导变旭器有载合闸模型的建立有记的参考价值，许实章。电机学呷。武汉华中理1大学出版社。1994.

林湘宁。刘沛。变甩器办载介闸的超饱和现象及对变6器差动保护的影响。中国电机工程学报，2002，2236.

沈玲岩。维俭。计及铁磁作线性的相变压器励磁浦流的仿真研究。，华大学学报，989，2941923.

4万凯。刘会金。及剩磁效应的变压器模型。变压器智能化电气设备的研究上接第22页5结语对50同杆，输电线路的反。耐雷性能进行了深人研究，建立了计算500同杆双回输电线路反心耐祈水平的杆塔分布参数模型考虑到雷击塔顶时导线运行电压的随机性，提出了利用统计法分析500杆回输电线路的反击耐笛水，并就接地电阻避雷线根数。杆塔波阻抗杆塔高度导线排列方式等因尜对50同杆双回输电线路的反击耐雷水平的影响进行了详细分析。针对欧美日本等国认为不宜采州不平衡绝缘方式的情况，通过理论和仿戊分析，认为采用+平衡高绝缘方式在不增加单跳闸率的同时，可以降低双回跳闸率。

3李永敏，朱君，陈湘辉，等。基于粗糙集理论的数据挖掘模型山。清华大学学报，1999，391013.

KJ徐文，千大忠，周泽存，等。人工神经网络在变压器特征气体法故障诊断中的应用，高电压技术，1996，2222729.

问，几6201997.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合。

90，爪，1.电力系统电磁暂态汁算理论心。李永庄，林集明泽，北京水利电力出版社，1991.

技术研究工作电话02365795转8223.

从事电力设备的智能控制与故哼诊断的研究，