2025年500kV变电站主变励磁涌流的特点和防范措施 .pdfVIP

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

500kV变电站主变励磁涌流的特点和防范措施

摘要：500kV变电站主变压器在空载合闸过程中产生很大的励磁涌流，极易造成主

变大差动保护的误动作。本文从励磁涌流的特点二次谐波含量大、波形突变以及倒闸操作

等方面入手，研究防止主变大差动保护误动的措施。

关键词：变压器，励磁涌流，特点，防范措施

当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，由于变压器铁芯中的磁通量的

突变，使铁芯饱和，这时将出现数值很大的励磁电流，此情况称为励磁涌流。近年来，我

国远距离输电系统越来越多地建成，超高压、大容量电力变压器不断投产，对变压器保护

的可靠性和快速性提出了更高的要求。但是，国内变压器保护的发展却远远落后，其保护

正确动作率长期偏低。如何躲开变压器励磁涌流的影响，对提高变压器保护动作的正确率

以及改善电力系统的供电质量有着重要的意义。

1励磁涌流产生的原因

变压器绕组中的励磁电流和磁通的关系由磁化特性所决定，铁芯越饱和，产生一定的

磁通所需的励磁电流就愈大。由于在最不利的合闸瞬间，铁芯中磁通密度最大值可达

2Φm，这时铁芯的饱和情况将非常严重，因而励磁电流的数值大增，这就是变压器励磁

涌流的由来。励磁涌流比变压器的空载电流大100倍左右，在不考虑绕组电阻的情况

下，电流的峰值出现在合闸后经过半周的瞬间。但是，由于绕组具有电阻，这个电流是要

随时间衰减的。对于容量小的变压器衰减得快，约几个周波即达到稳定，大型变压器衰减

得慢，全部衰减持续时间可达几十秒。

君子忧道不忧贫。——孔丘

2励磁涌流的特点及影响

三相变压器的励磁涌流与合闸时电源电压初相角、铁芯剩磁、饱和磁密、系统阻抗等

有关，而且直接受三相绕组的接线方式和铁芯结构形式的影响。

2.1励磁涌流的特点

对于500kV主变这类大型变压器，励磁涌流可达到额定电流的5～10倍，并且合闸

初相角改变时，对各侧的励磁涌流的影响也不同。励磁涌流中含有很大成分的非周期分

量，往往偏于时间轴一侧。分析和实践表明，励磁涌流中含有明显的二次谐波和偶次谐

波，二次谐波的含量在一般情况下不低于基波分量的15%，而短路电流中几乎不含有二

次谐波分量。分析短路电流与励磁涌流波形可以知道，短路电流波形连续，正半周、负半

周的波形为1800，波形间断角几乎为00。励磁涌流波形为对称性涌流，波形不连续且出

现间断。

2.2励磁涌流的危害性

励磁涌流的出现将引发变压器的继电保护装置误动，使变压器的投运频频失败。变压

器短路故障切除时所产生的电压突增，诱发变压器保护误动，使变压器各侧负荷全部停

电。变电站一台变压器空载接入电源产生的励磁涌流，诱发邻近其他变电站等正在运行的

变压器产生“和应涌流”(sympatheticinrush)而误跳闸，造成大面积停电。数值很大的

励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损。诱发操作过电压，损坏电气设备。励

磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置

的正确动作率。励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染。造成电网电压骤

升或骤降，影响其他电气设备正常工作。

人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

2.3励磁涌流对主变差动保护的影响

现在我们来看看主变大差动保护的原理。差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，

当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流

(折算后的电流)相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧(或三侧)向故障点

提供短路电流，差动保护感受到的二次电流向