技術(shù)經(jīng)驗(yàn)分享:變壓器空載時(shí)合閘電流的動(dòng)向如何?
發(fā)布時(shí)間:2015-10-22 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】本文對(duì)變壓器空載時(shí)電路中的合閘電流進(jìn)行了詳細(xì)的分析。通過(guò)公式分析的方式為大家講解了再變壓器空載合閘瞬間的變化,在掌握其中的的原理之后,即便再出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題,相信大家也能經(jīng)過(guò)思考順利解決。
在變壓器設(shè)計(jì)過(guò)程中,偶爾會(huì)遇到變壓器空載的情況,其成為了困擾部分設(shè)計(jì)者的難題,想要解決變壓器空載問(wèn)題,就首先需要全面的了解在空載合閘時(shí)的瞬變過(guò)程,在本篇文章當(dāng)中,小編將對(duì)變壓器空載合閘電流瞬間的瞬變過(guò)程進(jìn)行介紹。
在電路中,當(dāng)在變壓器處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),I0(空載電流)很小,大型變壓器甚至不到1%倍的額定電流;但在空載時(shí),變壓器突然接入電網(wǎng),此瞬時(shí)可能有很大的沖擊電流,是空載電流的幾十倍到幾百倍。此現(xiàn)象的存在主要是由于飽合和剩磁的存在。
空載合閘電流分析
建立方程,設(shè)外施電壓按正弦規(guī)律變化,并求解。
=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(shí)值。
L=ωΦ/i即=ωΦ/Lav(2)
由于電力變壓器電阻較小,實(shí)質(zhì)上的存在是瞬態(tài)過(guò)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(wěn)態(tài)時(shí)的磁通幅值,C為積分常數(shù),E為的(-t/Lav)次方。(2)確定C。
設(shè)鐵芯無(wú)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(shí)接通電源,則Φ=-Φcosωt+Φ
圖1
由圖1知,在合閘后的約半個(gè)周期,即當(dāng)t=π/ω時(shí),穩(wěn)態(tài)分量和瞬態(tài)分量的瞬時(shí)值相疊加,并考慮到剩磁,可達(dá)約Φ=2Φm,故此時(shí)磁路非常飽和,相應(yīng)的激磁電流急劇增大可達(dá)正常時(shí)空載電流的幾百倍,額定電流的幾倍。
初相角α=π/2時(shí)接通電源,則:Φ=-Φsinωt(8)
說(shuō)明變壓器即進(jìn)入穩(wěn)態(tài),不含瞬變分量,是理想的合閘時(shí)間。一般小型變壓器電阻較大,電抗較小,衰減較快,約幾個(gè)周期可達(dá)穩(wěn)態(tài);大型變壓器,電阻較小,電抗較大,衰減較慢,可能延續(xù)幾秒鐘達(dá)穩(wěn)態(tài)。
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