变压器励磁涌流的危害

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《电气制造杂志》2014年第七期

1发电机功率波动原因分析

2013年11月30日，2#主变压器（天威保变,型号SFP－720000/220，720000kV•A）检修后，对2#主变压器进行反充电时，出现1#发电机有功由400MW突变至435MW，无功由150Mvar突变至294Mvar，励磁电流由3202A突变至3822A，定子电流由11371A突变至13074A。2#主变压器反充电等效电路图如图5所示。在2#主变大修期间，进行了主变压器绕组直流电阻测试，该电流在变压器铁心上产生剩磁，变压器工作点发生偏移而进入饱和区，2#主变压器充电时，系统电源在1#主变中产生并联合应涌流，1#发电机在1#主变压器中产生级联合应涌流，两种涌流交替作用，从而产生很大的励磁涌流，系统所需的无功增加，因该电厂与系统联系较为薄弱，220kV母线电压、运行发电机机端电压瞬时降低，引起相邻运行的1#发电机励磁电流迅速增加，无功亦随之快速增加。从2#发变组故障录波装置录得的波形分析，主变高压侧电流波形偏于时间轴一侧，且有间断角，为典型的励磁涌流波形。

2应对措施

从以上分析可知，发电机出口未装设断路器的发变组单元接线系统在带主变压器升压过程中，发变组保护动作是由主变压器励磁涌流引起的；与系统联系薄弱的机组（发电机出口装设出口断路器），在主变压器检修后反送电时相邻并列运行机组功率波动亦为励磁涌流引起。针对以上两种不同接线方式及工况，可采取以下两种方法来消除或减小励磁涌流的影响。

2.1发变组手动升降压利用发电机自并励励磁系统的手动控制功能，进行发电机带变压器手动升压，从励磁系统能够建立的发电机电压最小值开始，手动缓慢地升压至发电机额定电压，再手动缓慢地降至初始建压值，这样升降数次后，变压器铁心中的剩磁通大幅降低，此后再由励磁系统自动快速建压至额定值。利用此法对4#主变消磁后，4#发变组故障录波装置录取4#发电机带4#主变压器起励时4#发电机电流波形如图7所示，发电机三相电流基本为0，励磁涌流已基本消失，消磁效果良好。

2.2加装涌流抑制装置发电机装设有出口断路器的发变组单元接线系统，并列点一般选择为发电机出口断路器，主变压器先于发电机投入运行，在主变压器倒送电时产生的励磁涌流无法利用手动升压方法进行消磁，此时可装设涌流抑制器降低励磁涌流。涌流抑制装置基于电感负载磁链守恒定律，即与电感线圈交链的磁通不能突变，而磁通在相位上滞后电压90°。因此在变压器内部无剩余磁通时，选择在电压峰值，磁通为0时合闸将有效地避免涌流的产生；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，依据电压积分算得在预期的磁通等于剩磁通的瞬间合闸，也将有效地避免涌流的产生。装设涌流抑制装置前2#主变反送电时相邻运行的1#发电机功率如图8所示，此时有功无功均有一定程度的波动。利用涌流抑制器进行2#主变压器反送电合闸时相邻运行的1#发电机功率如图9所示，2#主变压器高压侧电流波形如图10所示，可以看出，2#主变压器高压侧励磁涌流已基本消失，且相邻运行机组功率波动也基本消失。

3结束语

发电机出口未配备出口断路器的发电机组单元接线系统，在带主变压器升压过程中，由于励磁涌流的影响，会导致发变组保护误动，可通过发电机自并励励磁控制系统缓慢手动升压降压的方法，消除主变压器剩磁，从而有效消除励磁涌流。发电机出口配备出口断路器的发变组单元接线系统，在存在两台机组并列运行，且与系统联系薄弱的情况下，当一台主变压器倒送电过程中，由于主变励磁涌流的影响，会导致相邻运行机组功率波动，可通过加装励磁涌流抑制器来有效降低励磁涌流。

作者：杨松单位：广东粤电靖海发电有限公司