當(dāng)變壓器初次通電時(shí),會(huì)出現(xiàn)一種稱為勵(lì)磁涌流的現(xiàn)象。盡管浪涌電流一般不像故障電流那樣具有破壞性,但勵(lì)磁涌流的持續(xù)時(shí)間約為秒級(jí)(與具有故障電流的周期相比)。
勵(lì)磁涌流情況也比短路發(fā)生的頻率要高得多,因此這種現(xiàn)象值得探討。
考慮最初為單相變壓器通電時(shí)會(huì)發(fā)生什么。磁芯中的磁通等于激勵(lì)電壓的積分。
如果在電壓通過零且初始磁通為零時(shí)電路閉合,則正弦磁通將完全從零偏移。全偏移通量的峰值是對(duì)稱正弦波通量峰值的兩倍。換句話說,全偏移波的峰值通量可以接近正常峰值通量的兩倍,這通常足以驅(qū)動(dòng)磁芯進(jìn)入飽和狀態(tài)。
在這一點(diǎn)上,唯一限制勵(lì)磁電流的是繞組的空芯阻抗,它比正常的磁化阻抗小幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
因此,在磁芯飽和的半周期內(nèi),勵(lì)磁電流遠(yuǎn)大于正常勵(lì)磁電流。在相反的半周期內(nèi),磁芯不再飽和,勵(lì)磁電流大約等于正常勵(lì)磁電流。
如果電路中沒有電阻,則每個(gè)連續(xù)的峰值將具有相同的值,并且電流涌入將無限期地繼續(xù)。但是,在電路中存在電阻的情況下,電阻兩端的壓降會(huì)很大,通量的上升不必與前一個(gè)周期一樣高。
電壓降的積分表示支持施加電壓所需的磁通量的凈減少。由于i×R壓降始終沿相同方向,因此每個(gè)周期都會(huì)減少所需的磁通量。當(dāng)磁通的峰值下降到磁芯的飽和值以下時(shí),浪涌電流消失。衰減速率不是指數(shù)級(jí)的,盡管它類似于指數(shù)衰減電流。
重要!對(duì)于大型電力變壓器,浪涌電流可以持續(xù)幾秒鐘,直到最終消失。
通過簡單地將電感添加到繞組的空芯電感中,線路電抗具有減小峰值浪涌電流的作用。浪涌電流和短路電流之間存在確定的關(guān)系,因?yàn)閮烧叨寂c繞組的空芯電感有關(guān)。
請(qǐng)記住,短路往往會(huì)將磁通從芯中排除。
經(jīng)驗(yàn)法則!通常,經(jīng)驗(yàn)法則是,峰值勵(lì)磁涌流略高于峰值短路電流的90%。但是,由勵(lì)磁涌流引起的磁力通常比短路力小得多。由于每相僅包含一個(gè)繞組,因此繞組之間沒有磁排斥。
當(dāng)涉及三相變壓器時(shí),分析勵(lì)磁涌流的整個(gè)問題變得更加困難。這是因?yàn)榧?lì)電壓的相角相隔120°,在相之間存在電流和電壓的相互作用,并且開關(guān)裝置的三極不完全同時(shí)閉合。
但是,可以肯定地說,三相變壓器的浪涌電流峰值接近短路電流水平。
勵(lì)磁涌流的有趣特征之一是,由于電流被完全抵消,因此存在很大比例的偶次諧波。在電力回路中也很少遇到偶次諧波。
■ 同感涌流
還有一種現(xiàn)象被稱為“同感涌入”,在該現(xiàn)象中,當(dāng)附近的變壓器接通時(shí),先前通電的變壓器會(huì)表現(xiàn)出電流的突然變化。有同感的浪涌是由第二個(gè)變壓器的浪涌電流引起的線電壓變化引起的。