穩(wěn)態(tài)運行時,變壓器空載電流i0 很小,大型變壓器甚至不到1% in;但變壓器在空載突然接入電網(wǎng)時,可能有很大的瞬時沖擊電流,可達(dá)i0的幾十倍到幾百倍,in的6~8倍。
此現(xiàn)象的存在是由于飽和及剩磁引起的。若不采取措施,會導(dǎo)致合閘不成功。
設(shè)外施電壓按正弦規(guī)律變化,則
u1=1.414*u1 sin(ωt+α) = r1i1+n1dφ/dt
電阻 r1 i1較小,初始分析時可以略去。但 r1 的存在是瞬態(tài)過程衰減的重要因素。
不考慮電阻壓降時
n1dφ/dt=1.414*u1sin(ωt+α)
dφ=[1.414*u1/n1]sin(ωt+α)dt
φ=[-1.414*u1/(ωn1)]cos(ωt+α)+c
=-φmcos(ωt+α)+c
設(shè)無剩磁 t=0,φ=0,得
c=φmcosα
φ=φm[cosα-cos(ωt+α)]
討論:
①若在初相角α=0時合閘,則
φ=φm(1-cosωt)
ωt=π時,φ=2φm,再考慮到剩磁,φ=(2.2~2.3)φm,導(dǎo)致磁路過飽和,相應(yīng)的勵磁電流急劇增大,達(dá)正常時空載電流的幾百倍,額定電流的6-8倍。
②若在初相角α = π/2時合閘,則
φ=-φmsinωt
變壓器即進(jìn)入穩(wěn)態(tài),是理想合閘時間。
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由于r1 的存在,電流脈沖將逐漸衰減。衰減的快慢由時間常l1/r1決定,一般在1s內(nèi),暫態(tài)電流就會大大衰減。小型變壓器電阻較大,電抗較小,衰減較快,約幾個周期可達(dá)穩(wěn)態(tài);大型變壓器,電阻較小,電抗較大,衰減較慢,可能延續(xù)20s才達(dá)到穩(wěn)態(tài)。