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亚博真人娱乐App官网,为什么会产生励磁涌流?

2017-03-17 17:22分类:亚博真人娱乐App 阅读:

 

     由于电和磁都有一种“惯性”,在电感电路中,电流不能突变。如对某一台变压器而言,在电网中,该变压器可以看作是电路中一带铁芯的电感元件,假如按所加电压和电路的阻抗情况,接通电源后通过变压器的稳态电流应该是IOA。在合闸瞬间,由于没接电源前为OA(即没有电流),根据电流不能突变的原理,电流应保持为OA,同样,铁芯中的磁通也不能突变,即铁芯中的磁通应保持与合闸前一样。如果合闸前铁芯中无剩磁,磁通为零,那么合闸瞬间,不管电路里所加电压的瞬时值有多大,铁芯中的磁通仍为零。
    在交流磁路里,由于磁通落后电压90。相位角,交流电的电压不断在变,要求相应的铁芯中的磁通也要变,因此铁芯中磁通的过渡过程,还与合闸瞬间电压的相角有关。
    如果合闸瞬间,电压正好达最大值,此时磁通的瞬时值正好为零,与合闸前铁芯中无磁通的情况一样,因此不会发生过渡过程,即铁芯中一开始就建立了稳态磁通,如图6-5所示。
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    当合闸瞬间电压正好经过零值时,它在铁芯中所建立的磁通应为最大值(幅值),由于原来铁芯中没有磁通,根据磁的惯性作用,这一瞬间仍要保持磁通为零。那么如何保持磁通为零呢?这就是铁芯中分子电流所产生的合成磁通和电源电流产生的磁通共同作用的结果。
    所谓分子电流,可理解为电子绕原子核运动而形成的“圆电流”,它产生的磁场方向根据右手螺旋定则确定。当电源电流要在铁芯里建立磁通的初瞬间,分子电流产生的磁极,本能地转过来朝向一个方向,阻碍新磁场的建立。这些分子电流合成产生一个“反磁通”,和电源电流所产生的磁通方向相反,大小相等,如图6-6所示。这样,就保持了合闸瞬间铁芯中与合闸前一样处于无磁通状态。这个“反磁通”A的方向是不变的,称为直流分量,或非周期分量,由电源电
流产生的磁通A是交变的,称为交流分量,或周期分量,在此情况下,铁芯中的总磁通①应是两个磁通相加而成。
    图6-7是磁通和电压随时间变化的曲线,由图可见,铁芯中磁通开始为零,到1/2周期时,两个磁通相加达最大值,这个最大值是周期分量幅值的两倍。所以,在电压瞬时值为零时,瞬间合闸是很危险的,此时过渡过程最剧烈。
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    以上所述是铁芯中没有剩磁的情况。若铁芯中原来就有剩磁,而剩磁碰巧与上述磁通相加,那么铁芯中的磁通可能达到的幅值就更大。在此情况下,铁芯必将严重地饱和。因为变压器绕组中励磁电流和磁通的关系由铁芯磁化特性所决定。铁芯愈饱和,产生一定的磁通所需的励磁电流就愈大。由于在正常情况下,铁芯中的磁通就已饱和,而在最不利的合闸情况下,铁芯的饱和情况将非常严重,使得铁芯的导磁系数p减少,变压器的励磁电抗大大减少,因而励磁电流的数值大增。
    从图6-8中可以看出,当铁芯里的磁通严重饱和时,由磁化特性决定的电流波形很尖,这就是变压器励磁涌流的由来。这个冲击电流可能达到变压器额定电流的6~8倍,比正常稳态时的励磁电流(变压器的空载电流)大100倍左右。在不考虑绕组电阻的情况下,电流的峰值出现在合闸后经过半周期的瞬间。由于绕组铜线具有电阻,这个电流是要随时间衰减的。
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