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  • 【小知识】涌流抑制器的原理和作用

涌流抑制器,顾名思义就是抑制励磁涌流的仪器。我们在空投变压器或者电容器组的时候,由于系统电压的相角都是随机的,所以常常会产生很大的励磁涌流,不仅会对运行设备造成危害,而且会导致保护装置误动,严重威胁系统运行的安全、可靠、稳定性。传统的做法是保护装置采用谐波制动、放大动作电流定值等方法躲过励磁涌流,治标不治本。而涌流抑制器是运用精确的相位控制技术,用二次设备控制一次设备,从根本上实现励磁涌流的有效抑制。


引发变压器的继电保护装置误动,使变压器的投运频频失败;变压器出线短路故障切除时所产生的电压突增,诱发变压器产生涌流导致保护误动,使变压器各侧负荷全部停电;A电站一台变压器空载接入电源产生的原始励磁涌流,诱发电网内邻近其他B电站、C电站等正在运行的变压器产生“和应涌流”(sympathetic inrush)而误跳闸,造成大面积停电;数值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损;诱发操作过电压,损坏电气设备;励磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置的正确动作率;励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染。造成电网电压骤升或骤降,影响其他电气设备正常工作
变压器励磁涌流的产生机理是基于电感线圈遵循磁链守恒定律,即与电感线圈交链的磁通不能突变。由于磁通在相位上滞后电压90度,因此在变压器内部无剩余磁通时,选择在电压峰值,磁通为零时合闸将有效避免涌流的产生;而在变压器内部有剩余磁通时,若能得知剩磁的极性和数值,那么在预期的磁通等于剩余磁通的瞬间合闸,也将有效抑制涌流的产生,因而在必须考虑变压器内部有剩磁的情况下,抑制涌流的最佳策略就是用涌流抑制器同时对分闸合闸进行控制。
显然,合闸后Φs、Φr、Φp三者合成不会导致磁路饱和。
由于抑制励磁涌流只要感应磁通和剩磁极性相反即可,并不要求完全抵消,因而当合闸角相对前次分闸角有较大偏差时,只要感应磁通不与剩磁出现相加,磁路一般就不会饱和,这就大大降低了对断路器操作机构动作时间的精度要求,为这一技术的实用化奠定了基础。有时磁路的剩磁可能很小,甚至接近于零,这样就不可能出现磁路饱和,因仅仅只有偏磁作用不足以导致磁路饱和,它的最大值只为Φm,而Φsat肯定大于Φm。根据分闸角α’选择合适的合闸角α,使合闸瞬间的偏磁Φp与原来磁路中的剩磁Φr极性相反,并不是寄希望这两个磁通相抵消使磁路不致饱和。而是当Φp与Φr极性相反时,紧接着稳态磁通Φs的加入必将使合成磁通不越出饱和磁通值,从而实现对励磁涌流的抑制。