- 稳态运行时,变压器空载电流I0 很小,大型变压器甚至不到1% IN;但变压器在空载突然接入电网时,可能有很大的瞬时冲击电流,可达I0的几十倍到几百倍,IN的6~8倍。
- 此现象的存在是由于饱和及剩磁引起的。若不采取措施,会导致合闸不成功。
-
设外施电压按正弦规律变化,则
u1=1.414*U1 sin(ωt+α) = R1i1+N1dΦ/dt
-
电阻 R1 i1较小,初始分析时可以略去。但 R1 的存在是瞬态过程衰减的重要因素。
-
不考虑电阻压降时
N1dΦ/dt=1.414*U1sin(ωt+α)
dΦ=[1.414*U1/N1]sin(ωt+α)dt
Φ=[-1.414*U1/(ωN1)]cos(ωt+α)+C
=-Φmcos(ωt+α)+C
-
设无剩磁 t=0,Φ=0,得
C=Φmcosα
Φ=Φm[cosα-cos(ωt+α)]
-
讨论:
①若在初相角α=0时合闸,则
Φ=Φm(1-cosωt)
-
ωt=π时,Φ=2Φm,再考虑到剩磁,Φ=(2.2~2.3)Φm,导致磁路过饱和,相应的励磁电流急剧增大,达正常时空载电流的几百倍,额定电流的6-8倍。
②若在初相角α = π/2时合闸,则
Φ=-Φmsinωt
-
变压器即进入稳态,是理想合闸时间。
③电流的衰减
-
由于R1 的存在,电流脉冲将逐渐衰减。衰减的快慢由时间常L1/R1决定,一般在1s内,暂态电流就会大大衰减。小型变压器电阻较大,电抗较小,衰减较快,约几个周期可达稳态;大型变压器,电阻较小,电抗较大,衰减较慢,可能延续20s才达到稳态。