变压器涌流:计算与理论

当一个变压器从一次侧接通,同时保持其二次电路开路,它作为一个简单电感。当电力变压器正常运行时,其通量产芯与应用是正交的电压如下图所示。

磁通波达到最大值,1/4周或π/2角后,达到电压波的最大值。从下图波形可以看出,在电压为零的瞬间,相应的磁通稳态值应为负的最大值(即最小值)。

但实际上不可能在你接通变压器电源的瞬间就有通量。这是因为在接通电源之前,不会有通量与堆芯相连。

通量的稳态值不会立即达到。虽然从我们的角度来看它是非常快的-它需要非零的时间。这个过程的速度取决于电路消耗能量的速度。

这是因为能量传递到电路的速率不可能是无穷大。所以铁芯中的磁通也将从它的零值开始,在接通变压器的时候。根据法拉第电磁感应定律绕组上的感应电压为e = dφ/dt。其中φ为核心的通量。因此,通量将对电压波进行积分,可以使用下式计算:

正弦磁波

如果变压器在电压零点瞬间接通,磁通波与电压波形从同一原点发起,可以使用以下方法计算电压波形前半周结束时的磁通值:

侵入电流

在φ为稳态通量的最大值。变压器铁芯一般处于饱和状态,刚好高于磁通的最大稳态值。但是在我们的例子中,当接通变压器时,磁通的最大值将跳跃到其稳态最大值的两倍。

当通量达到稳态最大值后,磁芯进入饱和状态当前的所需产生的剩余通量是非常高的。因此,变压器初级将从电源引出一个非常高的峰值电流。这被称为变压器涌流磁化涌流的变压器。

变压器涌流

变压器励磁涌流是指在给变压器通电时被变压器淹没的电流。这种电流本质上是瞬变的,存在时间为几毫秒。冲击电流可高达变压器额定电流的10倍以上。

虽然涌流的量级是如此之高,但它一般不会产生任何永久性的在变压器故障因为它只存在很短的时间。但仍电力变压器的涌流是一个问题,因为它会干扰电路的运行因为电路本来是设计用来工作的。

高涌流的一些影响包括有害的保险丝或断路器中断,以及电弧和故障的初级电路元件,如开关。高励磁涌流的变压器也需要超大的熔断器或断路器。高涌流的另一个副作用是将噪声和失真注入到主干线。

变压器涌流视频

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