摘要：变压器是以电磁感应为原理基础的电气设备，在电气系统中起到关键调节作用，主要是通过转换高低压的形式和隔离交流电源的作用，使电气系统能够保持良好的运行状态，因此变压器运行的情况直接影响电气系统的运行。当变压器受到励磁涌流的影响时，不仅会造成变压器的运行故障，也容易引发电气系统的运行异常，存在较大的安全隐患，且变压器产生励磁涌流造成的损伤也较为严重，使维修的难度和成本都有所提高。本文变压器励磁涌流问题的原因和影响进行了深入分析，并提出了有效的处理对策，期望能够为保障变压器良好运行提供参考建议。
关键词：变压器；励磁涌流；问题分析；处理对策 1.
变压器励磁涌流的形成
在变压器处于内部故障、外部故障和正常运行的情况下，变压器被认为运行在励磁曲线的线性段，在该区间内磁阻呈现大阻抗特性，正常运行时励磁电流很小，仅相当于正常电流的1%~2%。但若变压器发生空投抑或发生区外故障切除时，由于磁通抵抗瞬时突变的特性，电压在恢复正常的过程中，磁通中突发出现的非周期暂态分量就会与剩磁发生叠加效应，共同导致变压器铁芯饱和，在其进入饱和区，励磁电流大小甚至可能超过10倍变压器额定电流，即形成励磁涌流。
励磁涌流是一种较为典型的尖顶波，非周期分量、谐波分量在其成分中所占比重较大。而谐波分量尤以二次谐波和三次谐波较为显著，且其随时间的推移呈现增长态势，其所占二次谐波含量甚至可能超过基波含量的50%甚至以上。变压器空载投入时的电压初相角、变压器的容量、变压器与电源间阻抗的大小、铁芯材料等因素都关系到励磁涌流的幅值和时间常数。
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变压器励磁涌流问题分析
励磁涌流的存在产生的破坏性影响较为研究。不但会在变压器空载合闸时出现瞬间电流的短时增大，同时也能导致电流波形出现严重畸变、整个电网的电压也会因此迅速下降，此外，谐波污染也会相应的产生。这些问题的出现终将导致一系列的严峻后果。具体影响表现为：
第一，引发继电保护误动作。因为变压器在空载合闸时，会对过流保护产生误动作，从而导致变压器无法成功投运。此外，由于保护误动被诱发，又将引起变压器各侧负荷电源切断，最终停电。
第二，导致和应涌流现象出现。由于变压器因短路问题切除时，诱发邻近另外一个或多个变压器（或发电机）出现保护装置误动，进而引发大面积停电。
第三，产生大量的谐波污染。由于很多高次谐波存在于励磁涌流之中，所以当励磁涌流产生时，必然会伴随大量谐波出现，所以电网电能质量会受到较为严重的谐波污染，所以电能质量也因此下降。
第四，损坏变压器及断路器。因为励磁涌流过大，会产生较强的电动力，从而引发对系统的强烈冲击，变压器和断路器由于超出承受能力，所以会产生一定的损害。
第五，影响继电保护装置的精度。由于励磁涌流直流分量的出现必然会导致TA磁路出现过量磁化，所以TA精度受到严重影响，发生骤降，进而导致继电保护装置精度的下降。
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解决励磁涌流问题的相应对策 3.1改善变压器内部结构
变压器内部结构是影响励磁涌流的大小及其导致的后果严重程度的重要因素。所以，变压器制造过程中，在满足相关技术指标的基础上，应该通过改良变压器内部结构的措施，进一步降低励磁涌流及其产生的严峻后果。具体对策体现为：铁芯原材料的选择应充分考虑剩磁量；铁芯磁通密度的工作点可以适量降低；也
可以使铁芯面积增加；并且在衡量铁芯夹紧力时应保证其是否足够宽裕能够经受励磁涌流的冲击力；此外绕组匝间及对地的绝缘强度也亟需增强。
3.2控制合闸相位角
当变压器的绕组电压突然增加时，就会存在使某个时间点的磁路饱和的可能。由于剩磁和偏磁是由断电和上电时的交流电压相位角来控制的，考虑变压器分闸动作存在突然性，如保护装置动作跳闸。因此，人为控制分闸相位角不贴近实际需求，这样，励磁涌流的处理方法可以在已知剩磁的前提下，从控制合闸相位角上进行考虑。
在交流电压相位角为90°与270°对变压器进行上电，此刻变压器上电时的偏磁和断电后的剩磁将趋于0，使磁路不叠加，不会产生新磁通，磁路不能达到饱和，励磁涌流也就不会形成。于是可以通过在电压的相位角90°和270°处给变压器上电或在变压器某一相的峰值点进行上电，来解决励磁涌流的问题。
3.3加装涌流抑制器
涌流抑制器是针对不同磁路结构、不同接线方式、不同断路器控制方式的变压器设计出来的一套涌流抑制装置，能计算出剩磁的极性参数，便于变压器上电时产生一个与剩磁极性相反的偏磁，两者之间相互进行抵消，使其磁路不能饱和从而防止涌流的发生。考虑到变压器一次侧、二次侧的接线方式不同，各侧对应相之间存在固有的相位差，所以变压器各电源侧的涌流抑制器应预先设置该侧以某一侧为基准的相位角，以便下次在变压器任一侧通过涌流抑制器空投变压器时，能确保合闸角与上一次最后断电侧的分闸角对应，使励磁涌流有效被抑制，当空投变压器时，涌流抑制器接收到合闸命令后，根据预先设置的变压器开关断路器合闸时间和获得的电压相位角测值，第一时间发出断路器合闸命令，如图1所示。
图1涌流抑制器分合闸流程
3.4变压器低压侧与电容并联
励磁涌流是由变压器内部磁通饱和所产生的。为了对变压器励磁涌流问题进行处理，就要先对励磁铁芯内磁通饱和状态的情况进行处理，在最大程度上减少励磁涌流问题的发生，因此可以采用变压器低压侧与电容并联的处理对策。当完成合适的电容并联后，变压器所产生的低压侧与高压侧磁通极性反差较大，能够使主磁通得到有效的降低，形成良好的去磁作用，对励磁涌流的问题能够有效抑制，使变压器的运行稳定性得到有力的保障。
3.5电压监控
电压监控是一种在变压器加压过程时降低差动继电器灵敏度的方法，其原理就是通过系统电压监控差动继电器。但自谐波抑制差动继电器出现以后，电压互感器在很多变压器的场所内几乎都被淘汰。如今微处理器形式的继电器发展步伐加快，高性能的变压器差动继电器的设计成为可能，利用电压监视方式的差动继电器很可能成为未来的一个发展方向。
结 语：
变压器的励磁电压是影响励磁涌流产生的主要原因，系统电压发生变化促使励磁电压改变，进而产生励磁涌流。励磁涌流与变压器以及其运行环境具有密切的关系，为此只有明确其引起的问题原因所在，为解决其导致的问题提供依据，从而保证电网的正常、可靠运转。
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