变压器励磁涌流以几次谐波为主

变压器励磁涌流是变压器在启动或切换过程中，由于铁芯磁通饱和而产生的暂态电流现象。励磁涌流的产生会对变压器的正常运行造成一定影响，因此对励磁涌流的研究具有重要意义。本文将从励磁涌流的产生机理、特性、影响以及抑制方法等方面进行介绍。

一、励磁涌流的产生机理

1.1 变压器的工作原理

变压器是一种利用电磁感应原理实现电能在不同电压等级之间转换的电气设备。其基本工作原理是：当原边绕组通入交流电时，原边绕组中的交变电流会在铁芯中产生交变的磁通，这个磁通又在副边绕组中感应出相应的电动势，从而实现电能的转换。

1.2 励磁涌流的产生原因

在变压器启动或切换过程中，由于铁芯磁通的饱和，导致铁芯的磁导率发生变化，从而使得磁通在瞬间产生突变。这种突变的磁通会在变压器的绕组中产生暂态电流，即励磁涌流。

1.3 励磁涌流的特点

励磁涌流具有以下特点：

（1）幅值大：励磁涌流的幅值通常可以达到变压器额定电流的几倍甚至几十倍。

（2）频率高：励磁涌流的频率通常为变压器基波频率的整数倍，即谐波频率。

（3）持续时间短：励磁涌流的持续时间通常在几秒到几十秒之间。

二、励磁涌流的谐波特性

2.1 励磁涌流的谐波成分

励磁涌流的谐波成分主要包括基波和各次谐波。其中，基波是变压器正常运行时的电流，而各次谐波则是由于励磁涌流的非正弦特性所产生的。

2.2 励磁涌流的谐波次数

励磁涌流的谐波次数与变压器的铁芯结构、绕组布局以及励磁涌流的产生条件等因素有关。一般来说，励磁涌流的谐波次数主要集中在3次、5次、7次等奇数次谐波。

2.3 励磁涌流谐波的影响

励磁涌流的谐波对变压器的正常运行具有一定的影响，主要表现在以下几个方面：

（1）增加变压器的损耗：励磁涌流的谐波会导致变压器的铜损和铁损增加，从而降低变压器的效率。

（2）影响变压器的温升：励磁涌流的谐波会导致变压器的温升增加，从而影响变压器的散热性能和使用寿命。

（3）干扰电力系统的稳定：励磁涌流的谐波会对电力系统的稳定运行造成一定干扰，可能导致电力系统的谐波污染和电磁干扰等问题。

三、励磁涌流的抑制方法

3.1 优化变压器设计

通过优化变压器的设计，可以降低励磁涌流的产生。具体措施包括：

（1）合理选择铁芯材料：选择具有较高磁导率和较低饱和磁通密度的铁芯材料，可以降低励磁涌流的产生。

（2）优化绕组布局：通过优化变压器的绕组布局，可以降低励磁涌流的幅值和频率。

（3）增加磁屏蔽：在变压器的铁芯和绕组之间增加磁屏蔽，可以减少磁通的泄漏，从而降低励磁涌流的产生。

3.2 采用励磁涌流抑制装置

励磁涌流抑制装置是一种专门用于抑制励磁涌流的设备，其工作原理是将励磁涌流引入一个旁路回路，从而降低励磁涌流对变压器的影响。常见的励磁涌流抑制装置包括：

（1）电阻器：在变压器的绕组中串联一个电阻器，可以降低励磁涌流的幅值。

（2）电容器：在变压器的绕组中并联一个电容器，可以改变励磁涌流的频率，从而降低励磁涌流的影响。

（3）电抗器：在变压器的绕组中串联一个电抗器，可以抑制励磁涌流的谐波成分。

3.3 采用励磁涌流抑制策略

通过采用一定的励磁涌流抑制策略，可以降低励磁涌流对变压器的影响。常见的励磁涌流抑制策略包括：

（1）软启动：通过采用软启动技术，可以降低变压器启动过程中的励磁涌流。

（2）切换控制：通过优化变压器的切换控制策略，可以降低励磁涌流的产生。

（3）谐波治理：通过采用谐波治理技术，可以降低励磁涌流的谐波成分，从而降低励磁涌流的影响。