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摘要：随着人们对电能需求逐渐增加，电网技术也得到广阔的发展空间，但是同时也带来一些相应的问题。基于此，本文首先简要阐述励磁涌流产生的原因以及其对电力系统产生的不良影响，其次，通过对控制三相开关合闸时间法以及励磁涌流抑制器等方面，就220kV主变励磁涌流在电力系统的影响进行简要分析，并通过一些案例，提出自己一点看法。
关键词：电力系统；励磁涌流；解决对策
一、 励磁涌流产生的原因以及对电力系统产生的影响
在220kV主变压器使用过程中，发电机转子会形成的磁通现象主要由三种：1）剩磁。是指变压器停电后，停留于磁路中的磁通，一般情况下，剩磁并不会消失，其特点为单极性，而剩磁的大小完全取决于变压器在停电瞬间存在的交变磁通性质；2）偏磁。偏磁是指变压器在开启的瞬间产生的磁通，偏磁也是单极性，其特点为与变压器产生的磁通大小相同、极性相反，但是偏磁会随着时间的变化逐渐衰减最终消失；3）稳态交变磁通。稳态交变磁通主要指变压器的绕组电压突增结束后，磁路中外施的交流电压产生的稳定磁通，该过程进行时，剩磁以及偏磁均已经消失。根据电磁线圈磁链守恒定律，电感线圈的交链磁通变化必然是连续的，当变压器在施加额外电压的过程中，会产生新的磁通，而电感线圈为了抵消新磁通，会产生一个与交变电压产生新磁通大小相同而极性相反的磁通，该磁通便是励磁涌流[1]。
变压器产生的励磁涌流不仅会使变压器失效，而且还会造成电力系统设备损坏的情况出现，严重的甚至会造成大面积停电的事故发生，其最主要会产生以下几方面影响：1）误导继电保护装置。励磁涌流会误导继电保护装置，导致其频频跳闸的情况出现；2）和涌相应。变压器发生励磁涌流现象会对临近运行线路中的变压器造成不良影响，诱发和涌相应现象，从而导致临近线路变压器产生误跳情况，从而造成一定经济损失；3）损坏设备。当励磁涌流过大时，会造成变压器回路的断路器失效，而电压过大会导致变压器中的线圈以及断路器损坏，此外，过大的励磁涌流会引发操作的过电压，造成电力系统中的电气设备发生损坏现象；4）谐波影响。励磁涌流的产生会引发谐波出现，谐波会造成电网污染情况出现，影响到电网正常运行，最终会引起变频器等对谐波较为敏感的设备发生反应如误跳闸等现象的出现[2]。
二、 220kV主变励磁涌流抑制技术
2.1控制三相开关合闸时间法
控制三相开关合闸时间法主要结合变压器内剩磁情况，通过控制三相开关开合闸时间，从而减少变压器产生励磁涌流的方式，面对不同的情况，存在两种时间控制方法：1）快速合闸法。快速合闸方式主要在三相其中一项在合闸角度90°时，先合闸，然后另外两项经过周期1/4时间，快速合闸。由于三相开关始终处于一个周期循环的工作，以理论角度，假设某一个时间段三相绕组内并没有剩磁存在，A相在合闸角度为90°时进行合闸，理论上产生的励磁涌流最小，而此时，在B、C相中，产生的磁通为最大值的一般，根据剩磁为0时，三相变化规律图可知，B、C相合闸最佳时间在A相合闸后周期1/4处，如此一来，便能够保证三相绕组中存在的磁通处于正常范围，从而达到降低励磁涌流的目的。
延迟合闸法。这种方式施行方式是先使变压器其中的一项合闸，然后其余两项在经历几个周期后进行合闸便可。这种方式的原理为：变压器铁心磁通的平衡作用。假设A相为先合闸，当A相合闸后，观察B项与C相，会发现B、C两项在A相合闸后，会从各自剩余磁通起始，沿着磁滞回线进行周期性运动。由于C相剩余磁通较多，也因此C相会预先达到磁通饱和点，而此时B相仍然处于磁滞回线中磁通并未饱和的地方。因此，此时C相绕组电感大于B相绕组电感，从而导致B相磁通增长速率较高，最终导致C相与B相磁通逐渐接近、甚至相等，而由于两者极性相反，从而导致两者剩磁逐渐消除。这种现象也成为铁心磁通平衡作用。
控制开合闸时间的方式具有操作时间短、效果好等特点，据不完全统计，在理想的条件下，励磁涌流存在能够消减97%，但是这种方式在实践过程中，会受到很多因素的影响，例如：断路器接受信号偏差、剩磁测量存在的误差、变压器的铁心配置等，如果能够有效测量出先合闸铁心存在的剩磁情况，将会实现空载合闸的目标。虽然存在很多因素会影响到控制开合闸时间策略，但是这种方案依然存在很大的可行性。
2.2励磁涌流抑制器
涌流抑制器能够通过对变压器的测电压以及电流的输入进行实时监测，并且根据接收上位机以及合闸信号来制定适合的合闸角度，并且以此来发布合闸命令。励磁涌流抑制器在接收到分闸指令信号后，按照指令规定的分闸角度，控制变压器中剩磁的极性，从而达到抑制励磁涌流的目的。虽然抑制器不能够控制保护跳闸的命令，但是据监测得到的电流电压数据能够得出分闸角度，以此来计算出变压器中的剩磁具体信息。当励磁涌流接收到合闸的指令时，抑制器能够依照合闸角度来控制断路器，通过合闸便能够有效抑制变压器中的励磁涌流。
以某变电站的7#主变压器为例，其主要参数如表一所示。
该企业运用三相联动式的断路器、SID-3YL型抑制器，其原理为使剩磁与偏磁相互抵消，从而抑制励磁涌流。因此，在操作上，不仅需要对变压器的分闸角度进行实时监控，还需要了解到变压器的合闸角度。该企业结合SID-3YL型涌流抑制器的使用方式，对分闸以及合闸的时间、角度等进行10余次实验，最终完成了偏磁与剩磁相互抵消的目标。
该企业在抑制器并未投入使用时，A相的涌流最大可达到412.0A，而B相最大为1555.2A，C相为1296.1A，在数据采集过程中，由于偶然性导致A相中偏磁与剩磁刚好抵消，也因此导致励磁涌流较小，为额定电流的1.63倍；B、C相励磁涌流数额较大，分别为额定电压的6.05以及5.05倍；该企业在使用抑制器后，A、B、C三相电流的最大峰值分别为188.2A、76.4A、196.3A，通过抑制器的抑制，从而使三相电流的峰值全部在额定电流以下，以此足以证明抑制器对变压器励磁涌流的作用。
总结
综上所述，220kV主变励磁涌流在电力系统中产生很多不良影响，一旦出现问题，一定要及时解决，否则将会影响到电力系统的正常运行。根据本文分析可知，首先分析了220kV主变励磁涌流在电力系统中产生的不良影响，然后通过控制开合闸以及励磁涌流抑制器的使用，对励磁涌流造成的影响进行合理应对。
参考文献：
[1]杨垒,张鹏.励磁涌流抑制器在220kV变压器投运中的应用[J].电气应用,2016,35(14):78-81.
[2]张瑶. 蔺河站主变励磁涌流及其对差动保护影响研究[D].华北电力大学,2017.
论文作者:刘健
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
标签：剩磁论文; 励磁论文; 抑制器论文; 变压器论文; 电力系统论文; 时间论文; 极性论文; 《电力设备》2018年第13期论文;