什麼是勵磁湧流？
1. 什麼是勵磁湧流？
變壓器勵磁湧流是：變壓器在空載合閘投入電網時在其繞組中産生的暫态電流。變壓器投入前鐵芯中的剩餘磁通與變壓器投入時工作電壓産生的磁通方向相同時，其總磁通量遠遠超過鐵芯的飽和磁通量，使鐵芯瞬間飽和，因此産生極大的沖擊勵磁電流（最大峰值可達到變壓器額定電流的6-8倍），通常稱為勵磁湧流。
2.勵磁湧流具體是怎麼産生的？
簡單來說呢，勵磁湧流是由于變壓器鐵芯飽和造成的，先以一台單相變壓器的空載合閘為例來學習一下勵磁湧流産生的原因。
我們先來了解一下剩磁的概念：
下圖曲線是鐵磁性材料特有的曲線，對于一個沒有被磁化的鐵磁材料，其磁感應強度B會随着磁場強度H的增加沿圖中虛線所示的路徑，逐漸增強，當到達a點時，磁感應強度B不再随磁場強度H線性增加，而是趨于平穩，此時鐵磁材料達到磁飽和。此時若磁場強度H逐漸減小到0，磁感應強度B并不會沿圖中虛線路徑減小到0，而是由a點下降到b點，在b點剩餘的磁感應強度B稱為剩磁。
講到這裡相信大家對磁飽和以及剩磁的概念已經了解到根（wan）深（quan）蒂（bu）固(dong)的程度了吧！下面開始正題:
變壓器是一個電磁元件，其磁通的建立和維持需要勵磁電流，當變壓器空載投入或外部故障切除後電壓恢複時，可能會出現數值很大的勵磁電流稱為勵磁湧流。變壓器穩态運行情況下，設繞組端電壓u為：
忽略變壓器的漏抗和繞組電阻，設匝數N=1，則用标幺值表示的電壓u與磁通Φ之間的關系為：
當變壓器空載合閘時，由電壓u與磁通Φ之間的微分方程求解可得：
式中：C為積分常數。由于鐵芯中的磁通不能突變，設變壓器空載投入瞬間（t=0）時鐵芯的ΦSY剩磁為ΦSY，則積分常數C為：
于是空載合閘時變壓器鐵心中的磁通為：
式中第一項為穩态磁通，後兩項為暫态磁通，若及及變壓器損耗，暫态磁通将會随時間衰減，一般大容量變壓器約為5-10秒，小容量變壓器約為0.2秒左右。以上推導都是大家在大學期間學習的知識，相信大家記（wang）憶（gan）猶（jing）新（le）。
下面我們再來仔細分析一下，穩态時磁通滞後電壓90°，如果在u(t) =0時，投入變壓器，則變壓器鐵芯會出現-Φm的磁通，由于鐵芯中的磁通不能突變，所以，必須産生一個+Φm 的非周期分量來抵消-Φm ，使得Φ=0。
再考慮變壓器的剩磁ΦSY的影響，于是在空載合閘半個周期後出現了最大磁通Φm+ΦSY+Φm=2Φm+ΦSY,該值遠遠大于變壓器的飽和磁通ΦS。
在求得磁通Φ後就可以通過磁化曲線得到相應的勵磁電流ie的大小，顯然，在鐵芯未達到飽和前，勵磁電流ie很小，其值可以忽略不計；當鐵芯飽和後，勵磁電流将急劇增大，此種勵磁電流稱為變壓器的勵磁湧流，其數值最大可達到額定電流的6~8倍。
勵磁湧流的大小和衰減時間，與合閘瞬間電壓的初相角、鐵芯中剩磁的大小和方向、電源容量的大小、回路的阻抗以及變壓器容量的大小和鐵芯材料的性質等都有關系。
綜合以上分析，單相變壓器勵磁湧流具有以下一些特點：
(1)在變壓器空載合閘時，湧流是否産生以及湧流的大小與合閘角有關，合閘角θ=0和θ=π時勵磁湧流最大。
(2) 勵磁湧流中含有大量的非周期分量，使波形偏向時間軸的一側；
(3) 勵磁湧流波形呈非正弦特性，波形不連續，出現間斷角，鐵芯飽和度越高，湧流越大，間斷角越大。
(4) 含有明顯的高次諧波分量，其中二次諧波分量比例最大。
三相變壓器勵磁湧流有以下特點:
(1)由于三相電壓之間有120°的相位差，所以無論任何情況下空載投入變壓器，至少在兩相中要出現不同程度的勵磁湧流。
(2)某相勵磁湧流可能不再偏離時間軸的一側，變成了對稱性湧流。其他兩相仍為偏離時間軸一側的非對稱性湧流。對稱性湧流的數值比較小，非對稱性湧流含有大量的非周期分量，但對稱性湧流中無非周期性分量。
(3)三相勵磁湧流中有一相或兩相二次諧波含量比較小，但至少有一相比較大。
(4)勵磁湧流的波形仍然是間斷的，但間斷角顯著減小，其中又以對稱性湧流的間斷角最小，但對稱性湧流的正向最大值與反向最大值之間的相位差(波寬)為120°，而穩态電流波寬為180°。
3.勵磁湧流有什麼危害呢？
由于勵磁湧流幅值很大且僅流經變壓器電源側，将引起變壓器縱差動保護産生很大的差流，導緻差動保護誤動作跳閘。因此，在勵磁湧流情況下必須采取有效措施閉鎖差動保護，防止誤動。
下面小編以最常見的二次諧波制動為例，講解一下保護裝置是如何防止勵磁湧流引起的誤動的。二次諧波制動的方法：二次諧波制動是根據勵磁湧流中含有大量二次諧波分量的特點，當檢測到差電流中二次諧波含量大于整定值時就将差動繼電器閉鎖，以防止勵磁湧流引起的誤動。
由于三相勵磁湧流中至少有一相二次諧波含量較高，近年來，一般采用“三相或門制動”方案即三相差動電流中隻要有一相的二次諧波含量超過制動比，就将三相差動繼電器全部閉鎖。
南瑞繼保的978 系列變壓器保護二次諧波制動原理為：通過三相差流中的二次諧波和三次諧波含量來識别勵磁湧流，判别方程為：
其中：I2nd、I3nd分别為每相差動電流中的二次諧波和三次諧波；
I1st為對應相的差流基波；
K2xb、K3xb分别為二次諧波和三次諧波制動系數整定值。
通常來說推薦K2xb、K3xb整定範圍為 0.1～0.2。
國電南自的SGT756數字式變壓器保護二次諧波制動判據：是利用變壓器勵磁湧流時波形含有豐富的二次諧波這一波形特征來鑒别勵磁湧流的。計算三相差流中的最大二次諧波與最大基波的比值。
判别方程為：
其中 ： I2da ,I2db,I2dc——為 A,B,C 三相差流二次諧波含量；
Ida,Idb,Idc——為 A,B,C 三相差流；
K2.set——二次諧波制動比定值。
理論上來講，二次諧波制動系數越小，當出現勵磁湧流時，越能夠準确閉鎖差動保護，避免保護誤動，但實際上是這樣的嗎？
當變壓器内部故障時，故障電流中的暫态分量也可能存在二次諧波，若含量超過二次諧波制動系數，差動保護就會被閉鎖，直到暫态分量衰減後才能動作，當發生很嚴重的内部故障時，保護裝置不能第一時間快速動作，将會造成很嚴重的後果。
所以為了加快變壓器内部發生嚴重故障時縱差動保護的動作速度，又能夠準确識别勵磁湧流，閉鎖保護，防止誤動，往往增加一組不帶二次諧波制動的差動保護，稱之為差動保護的速斷保護，其整定值按躲過最大勵磁湧流整定。
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