保护变压器的秘密：为什么要进行冲击送电？

1、什么是冲击送电?什么样的变压器需要冲击送电?

冲击送电指在变压器空载的情况下，在变压器次侧或二次侧(通常在一次侧)进行全电压合闸送电。合闸后再分闸，合闸应进行五次。第一次合闸后持续时间大于10min (最好不少于30 min)，每次合闸冲击间隔至少5 min。

一般是新安装的变压器和大修后的变压器。

2、为什么要对变压器冲击送电?

变压器合闸时会产生冲击电流，这个冲击电流叫励磁涌流。

• 检验变压器产生的励磁涌流是否导致继电保护误动跳闸。（由于变压器是空载,冲击侧有很大的励磁涌流,而另一侧是开路无电流,故而造成差动的误动作跳闸。）

• 检验变压器在励磁涌流作用下的机械强度。（励磁电流可达变压器额定电流的4~5倍，最大是额定电流的6~8倍。）

• 检验变压器在承受拉闸产生的操作过电压作用下的绝缘强度（中性点接地变压器首端会产生2倍相电压,中性点不接地变压器首端会产生3倍的相电压。）

  
  
  
  

3、励磁涌流什么时候最大和最小，原因是什么?

• 变压器合闸使变压器的电压、电流、磁通都从一个稳态过渡到另一个稳态,过渡过程和合闸瞬间的电压相位角及铁心剩磁有直接关系，
  

• 当变压器合闸瞬间正好电压过零( 0°相位时)【此时磁通滞后电压90度,它在铁芯中所建立的磁通为最大值而铁芯中的磁通是不能突变的,这一瞬间仍要保持磁通为零。所以就会产生一个与交流磁通方向相反的并随时间衰减的直流磁通,来抵消交流磁通。当半个周期后,交流磁通方向相反此时交流磁通与直流磁通相叠加,那么合成磁通就会远远大于变压器正常的工作磁通,铁芯中磁通就会饱和,变压器的空载电流就会激增,即励磁涌流激增,可达变压器额定工作电流的6 -8倍。】

• 如果合闸瞬间电压是最大值( 90°相位时)【不会产生磁饱和现象,因此不会出现励磁涌流】

  
  

• 变压器空载合闸时,励磁涌流幅值与变压器空载投入的电压初相角直接相关。单相变压器合闸角a=0时励磁涌流最大,合闸角a= 90时励磁涌流最小(为0 )。三相变压器，由于三相变压器各相间有120°相位差,所以涌流也不尽相同。
  
• 励磁涌流含有很大成分的非周期分量,使得波形偏向时间轴的一侧,并且涌流波形之间存在间断角。涌流越大,间断角越小,非周期分量越大。
  
• 励磁涌流的变化曲线为尖顶波。说明含有大量的高次谐波分量,以二次谐波为主。间断角越小，二次谐波也越小。
  
• 励磁涌流在开始瞬间衰减很快,以后逐渐减慢。它的衰减常数与铁芯的饱和程度有关,饱和越深,电抗越小,衰减越快。变压器容量越大,衰减的持续时间越长,但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢些。
  

5、三相变压器励磁涌流的特点是什么?

6、防止励磁涌流导致变压器差动保护误动有哪些原理?

7、励磁涌流与故障电流的区别?

• 励磁涌流波形有间断的现象。
  
• 励磁涌流有很大的非周期分量,偏于时间轴的一侧,即波形不对称。
  
• 励磁涌流含有大量的高次谐波,且以二次谐波为主。
  
• 过励磁引起的励磁电流中含有大量五次谐波分量。

8、变压器冲击合闸是在高压侧还是低压侧进行?

• 电网变电站采用降压变压器，来电一方是高压侧,就只能从高压侧冲击。
  
• 发电厂采用升压变压器，来电方是在低压侧,就从低压冲击。对于有倒送电能力主变可从高压侧做。

• 变压器正式投运前进行空载合闸试验，是用操作过电压试验来替代雷电冲击试验。
  
• 在变压器制造厂里有雷电冲击发生器，而安装现场不可能有。但变压器在运行中，确实会经受雷电冲击和操作过电压冲击。这是变压器必须要能满足的绝缘性能指标。
  
• 在变压器制造厂做雷电冲击时，有严格的指标，如全波、截波和多少时间等。但在现场不可能那么有严格、精确的控制。而且在很多情况下，操作过电压的倍数又往往达不到雷电冲击的倍数。
  
• 因此，就用增加合闸次数的办法来弥补。从理论上知道，当合闸在电压过零时的瞬间，操作过电压倍数最高。我们希望在3或5次中，能有一次。

• 充电前投入差动保护、非电量保护，其它保护根据情况投入。
• 充电结束后带负荷前应把差动保护退出，进行带负荷测试，验证CT极性。

11、变压器差动保护在冲击送电时为什么要投入?带负荷前为什么要退出?

• 冲击送电时投入，即使其电流回路极性错误,在主变压器冲击送电时,也能起到保护作用。验证差动保护能可靠躲过励磁涌流。
• 充电结束后带负荷前退出，带上负荷后,若极性不正确，就会因有差流而使差动保护误动。在带负荷之前停用差动保护停用后，再让主变压器带上负荷,检查各侧的电流、二次接线及极性是否正确,检查正确后再投入差动保护。