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變壓器在通電瞬間會產生一個很大的電流尖峰叫浪涌電流,這種輸入浪涌電流的出現原因是:當變壓器電源在正弦輸入電壓的過零點起動時,變壓器磁芯的磁化在前幾個周期中被迫進入一種不平衡狀態。結果,磁芯在每個半周飽和。而在此時,產生的勵磁電流僅由較小的漏電感寄生電阻來抑制,這會產生很大的輸入浪涌電流。
浪涌電壓/電流產生的原因
1、變壓器空載合閘瞬間會產生特別大的電流,叫勵磁浪涌,檢測勵磁浪涌有兩種方式:
峰值勵磁浪涌(Peak Inrush Current)和均方有效值浪涌(RMS Inrush Current)
a)、峰值勵磁浪涌(Peak Inrush Current): 指變壓器在合閘瞬間產生的最大峰值電流;
b)、均方有效值浪涌(Rms Inrush Current):指變壓器在合閘過程中一個或幾個(FLUK435測試儀標定為第一個浪涌波形25ms)的均方有效值;
2、一般變壓器勵磁浪涌衰減很快,第五個波形就達到穩態,這樣,峰值勵磁浪涌和均方有效值浪涌差別很大,對供電系統設備的影響也不同,不同的供電網絡設備考慮浪涌模式是不同的:
a)、峰值勵磁浪涌(Peak Inrush Current): 主要考慮供電網絡電壓畸變的考量依據
b)、均方有效值浪涌(Rms Inrush Current):是變壓器上游開關跳閘和上游熔絲和繼電器選擇的主要考量依據
3、合閘浪涌的測試
合閘浪涌測試最真實數據是在使用現場合閘,利用FLUK435捕捉浪涌(Peak或Rms)信號,有些變壓器廠家提供的出廠合閘浪涌測試數據,和使用現場的測試數據差別非常大,造成用戶合閘使用時,上游開關跳閘,系統電壓畸變超標,這是因為設計變壓器時沒有考慮到實際現場的供電參數,而且沒有考慮峰值勵磁浪涌(Peak Inrush Current)的數據,以及均方有效值浪涌(Rms Inrush Current)和峰值勵磁浪涌(Peak Inrush Current)兩組數據之間的最佳比例。
4、有些變壓器生產廠家通過加裝抑制或旁路勵磁浪涌的回路方法來達到上游開關不至于因太高的合閘浪涌造成跳閘。但旁路勵磁浪涌方法其合閘浪涌始終在系統存在,甚至造成上游第二級開關跳閘和系統電壓畸變超標;抑制浪涌辦法會造成系統電壓驟升問題,另外增加的元器件造成系統操作復雜化,系統可靠性降低,國外已經不允許采用這兩種方法。
5、峰值勵磁浪涌(Peak Inrush Current)和均方勵磁浪涌有效值(RMS Inrush Current)的轉換
根據UL、IEC的研究以及國外ABB、MGE、APC、ETON、SOCOMEC、DCD等的研究結果,機房變壓器的浪涌峰值電流在1.9-2.2倍的25ms均方浪涌有效值范圍內為最佳。
由于電壓突變引起的當變壓器合閘時正是電源正弦波的波形進入零的位置時,變壓器會產生很大的沖擊電流,甚至會造成變壓器保護動作跳閘。不過這種概率很低,所以平時變壓器合閘時,其沖擊電流都很小 變壓器在空載合閘時會出現激磁涌流。其大小可達穩態激磁電流的80-100倍,或額定電流的6-8倍。涌流對變壓器本身不會造成大的危害,但在某些情況下能造成電波動,如不采取相應措施,可能使變壓器過電流或差動繼電保護誤動作。 變壓器勵磁涌流是變壓器全電壓充電時在其繞組中產生的暫態電流. 變壓器投入前鐵芯中的剩余磁通與變壓器投入時工作電壓產生的磁通方向相同時,其總磁通遠遠超過鐵芯的飽和磁通量,因此產生較大的涌流,其中最大峰值可達到變壓器額定電流的6-8倍.勵磁涌流與變壓器投入時系統電壓的相角,變壓器鐵芯的剩余磁通和電源系統阻抗等因素有關.最大涌流出現在變壓器投入時電壓經過零點的瞬間(該時磁通為峰值).變壓器涌流中含有直流分量和高次諧波分量,隨時間衰減,其衰減時間取決于回路電阻和電抗,一般大容量變壓器約5-10S,小容量變壓器約為0.2S左右一般在工廠生產檢驗時在電源輸入處串接設定電流的保護開關(如常用的 DZ47-63 C20)開機時不發生跳閘就說明激磁涌流小于該保護開關的額定電流當然要多開關幾次測試實際的激磁涌流可以用用示波器,在輸入電源串接一小無感電阻,用示波器監測開機瞬時的涌浪電流的峰值但變壓器浪涌電流最大是在開機時剛好在電源正弦波的波形進入零的位置時。人工開機時間是隨機的在最大值的機率很小要用專用羅氏線圈來測量,目前全球做的最好的是pearson這一家的,很貴,動輒幾萬,一般的不具備。
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