变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析

叶志军; 于旺; 郑荣显; 苟炬龙; 罗继亮

doi:10.7500/AEPS20200108008

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变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析
- Characteristic Analysis of Second Harmonic of Magnetizing Inrush Current with No-load Transformer Energization
- 电力系统自动化-方正平台 2020年44卷第24期页码：145-150
- 作者机构：
  
  1.华侨大学信息科学与工程学院，福建省厦门市 361021
  2.福建省电机控制与系统优化调度工程技术研究中心，福建省厦门市 361021
- 作者简介：
  
  叶志军(1976—)，男，博士，讲师，主要研究方向：电磁场数值分析、大型发电机内部故障仿真及变压器饱和特性。E-mail：459888566@qq.com
  于旺(1987—)，男，通信作者，硕士研究生，主要研究方向：电磁场数值分析、变压器在线监测与故障诊断。E-mail：517662697@qq.com
  郑荣显(1995—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统继电保护。E-mail：zhuyi_gemini@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(61973130)
- DOI：10.7500/AEPS20200108008
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-01-08，
  
  修回日期：2020-08-24，
  
  网络出版日期：2020-11-06，
  
  纸质出版日期：2020-12-25
- 稿件说明：
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叶志军,于旺,郑荣显等.变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析[J].电力系统自动化,2020,44(24):145-150.

YE Zhijun,YU Wang,ZHENG Rongxian,et al.Characteristic Analysis of Second Harmonic of Magnetizing Inrush Current with No-load Transformer Energization[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(24):145-150.
叶志军,于旺,郑荣显等.变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析[J].电力系统自动化,2020,44(24):145-150. DOI： 10.7500/AEPS20200108008.

YE Zhijun,YU Wang,ZHENG Rongxian,et al.Characteristic Analysis of Second Harmonic of Magnetizing Inrush Current with No-load Transformer Energization[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(24):145-150. DOI： 10.7500/AEPS20200108008.

摘要

针对近年来变压器空充试验时，电流的二次谐波含量低于保护整定值导致差动保护误动作的问题，首先利用2条不同斜率的直线对变压器磁化特性曲线进行拟合，推导出不同空充电压下励磁涌流二次谐波含量的表达式，进而基于有限元分析软件搭建并验证了一台14 kVA单相变压器以及一台325 MVA三相变压器的仿真模型，然后对验证过的模型进行了变压器空充仿真。研究表明：在考虑铁芯磁化曲线起始部分存在非线性特征的情况下，空充电压小于临界电压时，励磁涌流中含有少量二次谐波；空充电压等于临界电压时，励磁涌流二次谐波含量达到峰值；随着空充电压等级的提高，励磁涌流二次谐波含量呈现先增后减的趋势。

Abstract

In recent years

the second harmonic content of the transformer current is lower than the protection setting value during the no-load transformer energization test

which leads to the problem of mal-operation of differential protection. Aiming at the problem

two straight lines with different slopes are used to fit the magnetization characteristic curves of transformers. Then

the expressions for the second harmonic content of magnetizing inrush currents with different no-load voltages are derived. Based on the finite element analysis software

this paper develops and verifies the simulation models of a 14 kVA single-phase transformer and a 325 MVA three-phase transformer. The validated model is simulated under the condition of no-load transformer energization. The study shows that: considering the non-linear characteristics of the beginning of the core magnetization curve

the magnetizing inrush current contains a small amount of the second harmonic when the no-load voltage is less than the critical voltage; the second harmonic content of the magnetizing inrush current reaches its peak when the no-load voltage is equal to the critical voltage; with the increasing of no-load voltage level

the second harmonic content of magnetizing inrush current shows an increasing trend before decreasing.

关键词

Keywords

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