能源技术
变压器和应涌流成因及解决方法
罗维求！张晓惠2
（1福建省电力勘测设计院福建福州350003 2福州大学至诚学院福建福州
350002）
传源卤环境 S1-72204
摘要变压器在空载合闸时，会在与合闹变压器并联的变压器上产生和应涌流，会使变压器产生误动。由于和应涌流具有较大的隐蔽性，现阶段国内专家对其研完还比较少，且对其认识还局限于利用仿具结果的波形特性进行分析，缺乏严格的数学论证。以小容量的6kV变压器为平台，并通过数学上的严格推理，深层次上揭示了励难涌流产生的内在原固。通过仿真分新影响和应涌流的各种因素，从而在本质上揭示了和应涌流的产生机理，并提出了应对和应涌流的各种防护精施。
关键词和应涌流误动数学模型仿真
中图分类号：TK41
文献标识码：A
文章编号：16729064(2015)02023-04
变压器在空载合闸时，会产生与电压初相角有关的励磁涌流。励磁涌流除了会使绕组的温度急剧升高，电磁力加强等影响外，还有一个更直接的影响，那就是会使与之并联的变压器产生和应涌流。和应涌流特性与励磁涌流很像，从而也会对变压器产生与励磁涌流类似的诸多不利的影响[1-3)。同时，由于励磁涌流与故障电流本身并不是变压器的故障，而是由磁路饱和引起的一种自然现象。因此，当变压器保护产生误动作时，比较难分析是什么原因导致这种结果。和应涌流在这方面表现的更加明显，因为运行变压器本身没有故障，并且误动发生在相邻变压器空投完成一段时间后，误动隐蔽性很强。因此，了解和应涌流的产生机理非常重要。并联变压器和应涌流产生的数学推理
变压器在并联或者串联运行时，当其中1台变压器空载合闸产生励磁涌流时，由于线路电阻的耦合作用，会在与之并联或串联的变压器上产生和应涌流。下面根据并联变压器模型推理和应涌流产生的数学机理。两台并联运行变压器的等效模型如图1所示。
R
um
K
12
图1并联变压器和应涌流分析等效模型
类似于单台变压器励磁涌流推导公式，根据图1建立如下方程：
+ir,+iR= /2Usin(ot+α) do,
do
+i,r, dt
dpz
d
i=i, +iz
+ir
(1)(2)(3)
同理，也可以取正常运行平均电感作为整个瞬态过程的平均电感，即，
由式(1)~(5)可得： do[
Laa
Lal Lea
(4)(5)
id,
(r, + R) +(r + R)
(r,f2 +r,R +r,R)0
P
= /2U[olaco(ot +a) + r,sin(at + α)]
= 2U (aLua) +ri x sin( +α + tan
(6)
为分析方便，假设2台变压器特性相同，即L=L2=L， ==r，由于wLa≥，故
tan
=90
令V(L_2)+r=M，式(6)可转化为
d
+2(r+R) p
(+2rR)中
7+
=/2UMcos(at +α)
利用MATLAB求解该微分方程得：
2UML
, =c,et +e,e
(P +L)(2 +4rR +4R +L)
(7)(8)
[ ( / 2rR +wL’)cos(ex +α) +2aL(r +R)sin(ot +α)) (9) 由变压器的特点可知：+4rR+4R≤wL;P≤wL;2+ 2rR≤wL。则;+4rR+4R*+wLL;+wLL; P 2rR+LL2
因此，式(9)可简化为：
中,=c,et +c,e+2UGsin(at+α+8)
(10)
V(')" +[2L(r +R)J
式中：G-
e
@ = lan
et?(2L(r+R))
90°
式(10)可进一步化简为：
, =c,et +ce UGcas(aot +)
(11)
假设初始值中(0)=业，(0)，中(0)=0,代人(1)，(3)，(4)，
作者简介：罗维求(1980~)），男，格建人，硕士研究生，主要研究方向为电力系统微机保护与变电站综合自动化
2015.NO.2.
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