摘要：以两台单相变压器并联运行为例，通过变压器磁链的变化分析了变压器和应涌流的产生机理及特性，得出了系统侧的电阻的电压波动是产生和应涌流的主要原因。然后，利用MATLAB建立了两台单相变压器并联方式运行的仿真模型，并对空投一台变压器时产生的和应涌流进行了仿真，用仿真波形初步分析了变压器和应涌流对差动保护、零序电流保护和后备保护的影响。最后，针对和应涌流对变压器差动保护、零序电流保护和后备保护的影响逐一探讨了相应的防误动措施。
关键词：变压器和应涌流；继电保护；防误动措施
和应涌流是在变压器空载合闸时产生的，其与变压器中产生的励磁涌流紧密相连，与励磁涌流的大小相关。和应涌流的持续时间较长，对正常运行中的变压器各个环节起着一定的影响，尤其是对变压器零序电流、中性点接地、电流误动等方面的影响，最终将造成变压器保护误动。由于和应涌流的特性及危害，需从根本上进行认知，提出有效的应对措施，分析变压器和应涌流对继电保护所产生影响。
1.变压器和应涌流的概述
变压器和应涌流相对于励磁涌流，两者相互关联。变压器在空载合闸时会产生励磁涌流，而此时的励磁涌流含有较强的直流分量，直流分量流经变压器并联的中性点接地后，出现励磁电抗现象，变压器铁芯达到饱和状态，和应涌流随之产生。关注和应涌流应首先观察变压器的空载情况和中性点接地及最终铁芯的饱和情况，从变压器运行的特性上进行分析。
1.1和应涌流的特点
变压器和应涌流在励磁涌流产生后铁芯饱和产生，其涌流速度、幅值、方向、峰值、角度、分量均有一定的特性。和应涌流在变压器空载合闸后涌流速度由慢变快，直到变为最大值；幅值由小变大，当达到最大值后逐渐减弱；和应涌流在方向上与励磁涌流相反，并且多台变压器和应涌流可相互交替，但不会重叠；和应涌流的峰值受励磁涌流的影响，当变压器空载合闸时励磁涌流接近于峰值，和应涌流不会出现，其不存在峰值，当励磁涌流间断并且母线电压瞬时值较高，此时产生的直流分量及高电压促使和应涌流应运而生；和应涌流的间断角度大于180度；和应涌流的直流分量受励磁涌流控制，非周期分量接近于零。
1.2变压器产生和应涌流的因素
变压器和应涌流产生的因素：第一个因素是变压器的中性点，变压器中性点在其运行中经过间隙而接地，导致变压器断开其空投及运行中的零序回路，此时的铁芯达不到饱和度，产生的和应涌流就会很小，如若需要和应涌流变大，则应将变压器的中性点接地，变压器的零序回路运行正常，铁芯达到饱和状态；第二个因素是系统与变压器之间的线路长度，线路的长度与阻抗成正比例关系，线路长，阻抗大，利于和应涌流的产生，但不利于和应涌流的变大，因其阻抗变大则其线路的压力也会变大，最终降低变压器电压，减弱变压器的稳定状态及饱和状态，导致和应涌流的变小；第三个因素是变压器剩磁的大小，变压器和应涌流与空投变压器剩磁的大小成正比，剩磁大和应涌流也大，剩磁小和应涌流也小，和应涌流达到最大值时其运行速度也是最快的；第四个因素是系统电阻与变压器电阻比值的变化，比值大则和应涌流产生得快，衰减得慢，比值小则和应涌流衰减得快。
2.变压器和应涌流的仿真模型及分析
变压器和应涌流的仿真模型分析通过变压器并联和级联的仿真模型来完成，首先介绍变压器并联仿真模型中的和应涌流情况，准备两台变压器，将两台变压器的双绕组进行并联，一台变压器正常运行，另一台变压器空载合闸，此时变压器产生励磁涌流，而励磁涌流导致系统电流和内阻发生变化，使得变压器在运行中产生和应涌流；其次是变压器级联仿真模型中产生的和应涌流情况，变压器级联也可称之为串联，将两台变压器进行级联，变压器的末端空载合闸，产生的励磁涌流将在正常运行中的变压器首端出现，此时产生和应涌流。
3.变压器和应涌流对继电保护的影响
变压器和应涌流对继电保护产生一定的影响，和应涌流的速度及非周期分量较缓慢，增加变压器铁芯饱和度，使得电流互感器的电流产生一定的位差，导致保护误动现象出现。
3.1变压器和应涌流的危害
变压器和应涌流危害变压器的电流及运行情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于和应涌流与励磁涌流的方向相反，当变压器空载合闸时，变压器的中性点及接地情况中含有零序电流，此电流进入到正常运行中的变压器中，则造成零序电流保护误动跳闸，影响变压器的安全运行。和应涌流产生的前提是变压器空载合闸，变压器空载合闸持续的时间较长，和应涌流速度就会变慢，导致变压器误动跳闸。
3.2和应涌流对继电保护的影响
变压器和应涌流对继电保护的影响主要体现四点：第一点是对变压器零序电流的继电保护影响。变压器空载合闸时，中性点接地后产生的励磁涌流的零序分量，流入与之并联的变压器中，此时产生的和应涌流变大，零序分量受和应涌流变大的影响随之增大，最终导致正常运行中的变压器出现零序电流继电保护的误动作。第二点是对变压器电流的继电保护影响。电压器电流的继电保护一般具有二次谐波闭锁功能，此种功能是为防止励磁涌流导致电流继电保护误动，但对于和应涌流的电流继电保护误动起着微乎其微的作用，当和应涌流出现时，二次谐波闭锁对合应涌流起到控制的作用，但随着和应涌流的变大，其对电流继电保护的作用将失效。第三点是对变压器差动继电保护的影响。和应涌流在变压器空载合闸时，一侧电流流动，电压器无论是并联还是级联，其和应涌流产生后的幅值均为由大变小，直到缓慢的衰减，但二次谐波的含量却不与之相衰减，此时和应涌流影响变压器的差动继电保护。第四点是对变压器发电机差动继电保护的影响。在变压器发电机和应涌流衰减的过程中，发电机差动继电保护可能误动作。
4.和应涌流的防范措施
在对变压器保护整定时，应根据和应涌流实际的情况，对其发生后变压器内流过的最大电流进行精确的测算，对于变压器中性点的接地情况进行测试，并安装零序过电压保护措施，对于通过变压器内的母线电压，需在其空载合闸时，对中性点进行不接地处理，在变压器铁芯中需安装铁芯互感器，并进行过负荷保护，防止保护的误动作。
4.1和应涌流产生影响的应对措施
防止和应涌流产生影响的主要应对措施为：当变压器空载合闸时，使之中性点不接地，并在其间隙中安装继电保护设施，防止电压损坏变压器的铁芯，使得在合闸时不产生和应涌流，根据变压器差动继电保护的措施，对差动保护进行灵敏度测试，对变压器进行各段定值的电流保护，安装低电压闭锁设施，对变压器差动最小值进行测试，防止变压器误动现象的出现，在保护装置中增加非周期分量衰减较慢引起的电流互感器局部暂态饱和判据，在满足灵敏度要求的前提下，适当提高发电机差动保护的定值，也是防止和应涌流引起差动保护误动的重要方法，采用新原理的发电机差动保护。
4.2预防和应涌流的方法
在变压器和应涌流防范预防上需充分利用继电保护信息系统软件，模拟计算系统在不同运行方式下变压器空载合闸时，在变压器中性点可能流过的最大零序电流值，合理整定变压器零序电流保护的定值，防止零序保护误动。对变压器中的设备进行较少的特殊操作，防止零序保护定值可能不满足特殊运行方式的要求，而造成零序保护误动作。基于变压器模型的保护原理，需考虑变压器的励磁特性，应了解变压器和应涌流的特点，从而减少变压器铁芯对继电保护的影响，从本质上减少和应涌流对变压器的危害，在完善保护变压器安全正常运行的前提下着手，选择具有识别和应涌流的能力，使得二次谐波分量构成零序二次谐波制动数据更加准确，并在变压器发生内部单相接地故障或相间故障的情况下，减少零序电流中二次谐波含量，解决和应涌流引起差动保护误动的问题，使变压器差动保护中增加饱和闭锁环节，零序电流保护中增加二次谐波涌流鉴别环节，使其改变变压器非周期分量流入零序网的途径，从而防止和应涌流引起的保护误动。
结论
和应涌流的产生源于变压器空载合闸时，变压器的励磁涌流经过系统电阻的影响，使得变压器的母线电压发生偏移，中性点接地，变压器铁芯饱和。和应涌流的持续时间与变压器铁芯的饱和度及变压器系统内的电流、电压相关，并与电压器励磁涌流的大小成正比例关系。变压器和应涌流自身所具备的特点，使其在对变压器保护的影响中更加的鲜明，而对其继电保护所采取的方法形式更加的多样化，应对其引起的保护误动问题更加重视。
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论文作者:阮晶晶
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
标签：变压器论文; 电流论文; 继电保护论文; 励磁论文; 分量论文; 电压论文; 差动论文; 《电力设备》2018年第11期论文;