单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,东北电力大学,4.1,变压器的空载合闸时的瞬变过程,变压器二次侧空载，把一次侧绕组接入电源，称为变压器的,空载合闸,。,变压器正常运行时，励磁电流很小，大型电力变压器空载电流只占额定电流,2.5%,以下。但空载合闸到电网的瞬间，励磁电流可能急剧增加为正常励磁电流的几十倍，甚至上百倍，空载合闸出现的瞬态电流冲击，可能引起系统跳闸。,第,4,章 变压器的瞬变过程,4.1 变压器的空载合闸时的瞬变过程 变压器二次侧空,一、空载合闸物理过程分析,图,4,1,变压器空载合闸到电网接线图,一、空载合闸物理过程分析图41 变压器空载合闸到电网接线,在,t=0 ,0,的初始条件下，上式的解为：,电网电压按正弦规律变化，则空载时一次侧的电压平衡方程为：,在 t=0 ,0 的初始条件下，上式的解为：,结论：,磁通无暂态分量,，合闸后立即建立稳态磁通，所以建立此磁通的励磁电流不经过瞬变过程就达到了稳态励磁电流，避免了空载合闸时冲击电流的产生，也就是说，,变压器在这种情况下合闸最为有利,。,(1),当初相角为 时：,结论：磁通无暂态分量，合闸后立即建,在空载合闸后半个周期（），磁通达到最大值 为正常励磁磁通的两倍。,(2),当初相角为 时：,图,4,2,=0,空载合闸时磁通曲线 图,4,3,铁心磁化曲线,在空载合闸后半个周期（），磁通达到最大,此时合闸，将使铁心处于严重过饱和，从而导致励磁电流急剧增加，可达到正常励磁电流的几十甚至上百倍，额定电流的,58,倍。铁心饱和程度越高，合闸电流也越大。,实际情况下，电阻 所以励磁电流会逐渐衰减到正常值，衰减快慢与绕组电阻和电抗有关。一般小容量变压器 较大，合闸电流衰减快，只需几个周期就可以达到稳态值。大型变压器 较小，合闸电流衰减慢，有时可能达到,20s,。,此时合闸，将使铁心处于严重过饱和，从而导致励磁电流急剧增,空载合闸电流对变压器本身没有多大的危害，但当它衰减较慢时，可能引起过电流保护装置动作而跳闸。,为了避免这种现象，需设法加速合闸电流的衰减。大型变压器中，在变压器一次侧串联一个合闸附加电阻，以减小合闸电流幅值并加快衰减，合闸结束后将该电阻切除。,二、空载合闸的影响,空载合闸电流对变压器本身没有多大的危害，但当它衰减较慢时，可,4.2,变压器副边突然短路时的瞬变过程,一、突然短路瞬变过程分析,图,4,5,变压器突然短路,4.2 变压器副边突然短路时的瞬变过程 一、突然短路瞬,突然短路电流的大小与发生短路瞬间电源电压的初相角有关。,（,1,）突然短路发生在电压初相角 时：,突然短路一发生就进入稳定状态，短路电流值最小。,突然短路电流的大小与发生短路瞬间电源电压的初,（,2,）突然短路发生在电压初相角 时,图,4,6 =0,时突然短路电流,（2）突然短路发生在电压初相角,短路电流最大值发生在短路后半个周期瞬间，即 时，可求出最大短路电流为：,是突然短路电流的最大值与稳态短路电流最大值的比值，其大小决定于变压器的 和 ，中、小型变压器 ，大容量变压器,=1.71.8,。,。,=1.7,1.8,短路电流最大值发生在短路后半个周期瞬间，即,结论：与 成反比。,例如当 ：,最大短路电流达到额定电流的,25,30,倍，这样大的冲击电流会对变压器绕组产生很大的电磁力，对变压器安全运行有严重影响。为了限制最大短路电流，变压器的短路阻抗不能太小，但从减小变压器的电压变化率角度考虑，短路阻抗也不能太大，所以，变压器设计时要全面考虑。,结论：与 成反比。,二、突然短路的影响,从发热的角度来看，突然短路时由于短路电流很大，而铜耗与电流的平方成正比。所以，短路时铜耗很大，其绕组温度急剧升高，变压器的保护装置会动作及时切除电源。,从力的角度来看，变压器绕组中的电流与漏磁场作用产生电磁力。突然短路时，电流可达额定电流,20,30,倍，电磁力将达到正常运行时所承受电磁力的,400,900,倍。这将可能冲垮绕组、损坏绝缘。,二、突然短路的影响从发热的角度来看，突然短路时由于短路电流很,