變壓器有載合閘過程中故障分閘后鐵心剩磁分析李明武，梁冠安華南理工大學電力學院，廣東廣州510641由于副邊突然短路導致主保護動作時電流和磁通的暫態過程對變壓器鐵心內的剩磁作了定性的分析，1引言在變壓器的些試驗中，如電壓比直流電阻的測量和空載試驗，會出現些異常現象。在這些異常現象中，鐵心中剩磁的影響占了很大比例。尤艽足在電力變壓器的空載合閘中，鐵心中剩磁的大小和極性會直接影響勵磁涌流的大小，對激勵點及合閘策略有較大的影響。因此有必要分析變壓器的剩磁效應，以及它對暫態過程的影響。違立個較合理的變壓器模型，并且對其暫態過程進行分析，同時對變壓器的磁化曲線進行擬合，采用連續光滑的解析函數來模擬磁滯回線，對變壓器鐵心內的剩磁作了定性2變壓器模型的建立和暫態分析變壓器有載合閘的暫態過程仍可用變壓器的等效電路來分析，其模型1.

　　系統側為正弦電壓源，其內阻抗為+乙，流過的電流為，勵磁阻抗為純電感流過的勵磁電流為，負荷阻抗為，+，2，負荷電流為。根據基爾霍夫定理，可列方程1令鐵心中的感應主磁通為少，由電磁感應定理將式2，3，4代人式1中整理得121分析式5可知，在變壓器合閘后磁通建立的過程中，勵磁電感1為時變，方程為個帶有時變系數的微分方程，要獲得其解析解較困難。同，在變壓器的勵磁阻抗與負荷阻抗可比的情況，次電流不等于次電流，而且次電流與勵磁涌流相丸影響，也很難得到其解析形式。假定式5中的1為常數，負荷阻抗極小，而且由于磁飽和造成勵磁支路的電抗急劇下降，勵磁支路的分流效果可以忽略，使得，2，同時忽略鐵心漏磁的影響，則式5可以化為常微分方程來解。電源電壓為，1如+，1采用平均電感后，1與少的關系為=少4，則可得1〃1將式6的前兩項進行矢量合并，進步整理可得比較終達式為矢量合并時相對基準軸的角度。

　　從式7可，除了穩態磁通外，還，兩個良流分量，按各自的時間常數，減。

　　在勵磁磁通的建過程中，變壓器的副邊突然短路所產生短路電流的瞬態過程，可以通過變壓器電流不致引起電網電壓下降，則可得突然短路時的狀態微分方程式。簡化等效電路2.

　　伽，七命9，3變壓器的電磁性能及其擬合如果磁場強度打從未磁化狀態開始逐漸增大到某個比較大值好，然后逐漸減小磁場強度，磁通密度5不沿原來的曲線下降，而是沿另條曲線下降。這種5的變化滯后于打的現象稱為磁滯。

　　當，逐漸從漢，變化到片，再變回到漢，時，將得到個相對原點對稱的閉合曲線，稱為磁滯，線。當況足夠大，該面積達到極限值，這個包圍比較大面積的磁滯，線就稱為飽和磁滯回線。在對變壓器上升和下降的曲線所組成的。它們與磁化曲線必，相交于點認和認，4.

　　在計算過程中，當勵磁電流處于，搡對應的區間，中時。勵磁特性被限定在該區間的磁滯回線上。當勵磁電流超過該區間時，勵磁特性與磁化曲線少0致。

　　采用如下的達式來模擬飽和磁滯回環141通常在變壓器發生短路之前，可能已處于負載運行，似是由于負載電流比短路電流小很多，為簡化計算可忽略不計，而認為突然短路適在免載情況發生的。由此初始條件可得4，訓，所以tT上式明，短路電流的大小與系統側電源電壓，的初相角有關，并逐步趨于穩定。

　　假定短路電流達到穩態值后，即時刻斷路器分網。副邊的瞬變電流因艽初始值為，8+，故可采用重疊原理用增量法分析，求解其分閘時刻基本磁化曲線少，=6.+廠0以上公式中人九心均為常數河由變壓器可以根據上述的飽和磁滯回線來描述其中的局部磁滯曲線，假定局部磁滯曲線在點，處由上升變為下降，廳為飽和磁滯回環下降分支與局部磁滯回環降分支間的縱向位移，則對于局部磁滯曲線下降分支上的任意點，有，=少心，由此，得少局部蟑吮⑷羊+參。

　　應磁通；也為轉折點處電流值在局部磁滯曲線上的對應磁通；為飽和點對應的磁通量，5.

　　4算例分析及結論以單相變器為例來說明算法的有效性。變壓器抗汜折算到次側眾負載阻抗了19052.由變壓器的特性曲線和實測數據確定磁滯曲線數學模型中的參數，=1.78，6=62=0.4，= 0.0385，=1.72，6.=58.7，=0387，通過計算可得穩態勵磁電流2人。在=0時刻，不同的合闡初相角對應的剩磁理論計算值和實測值1.

　　迪過誤差分析證明了提出算法的，行性利用連合閘初相角剩磁計算值17剩磁實測值續光滑的解析闡數來模擬磁滯曲線，可以避免傳統分段線性化所帶來的誤差。變壓器栽合閘過程中副邊突然短路，鐵心中的磁通變化規律由局部磁滯曲線確定。并且由此來確記剩磁。利用該法確定鐵心中的剩磁，對以分析變壓器的柯態過程及推導變旭器有載合閘模型的建立有記的參考價值，許實章。電機學呷。武漢華中理1大學出版社。1994.

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　　技術研究工作電話02365795轉8223.

　　從事電力設備的智能控制與故哼診斷的研究，