Что такое пусковой ток трансформатора?
Пусковой ток возбуждения трансформатора, просто послушайте название, кажется очень сложным, у него есть другое название «замыкающий пусковой ток», это трансформатор в момент замыкания без нагрузки, то есть, только начинает работать или повторно подключается к источнику питания, его обмотка внезапно производит большое токовое явление. В популярных терминах, как и мощные приборы в наших домах (например, кондиционеры) при запуске, поскольку такие компоненты, как катушки и магниты внутри оборудования, должны быстро достичь рабочего состояния, оно будет временно потреблять много тока. Пусковой ток трансформатора имеет аналогичный принцип, но происходит в сердечнике и обмотке трансформатора. Этот ток является особым токовым явлением на ранней стадии работы трансформатора.
Причины броска тока возбуждения трансформатора
Остаточный поток накладывается на рабочий поток
Мы знаем, что сам сердечник трансформатора является магнитопроводящим, а внутри материала сердечника есть свойство гистерезиса, то есть под действием переменных магнитных полей в сердечнике будет происходить процесс намагничивания и размагничивания. До того, как трансформатор будет введен в эксплуатацию, в его сердечнике может быть остаточный магнитный поток. Что такое остаточный поток?
Остаточный магнитный поток относится к остаточному магнитному потоку в сердечнике и катушке трансформатора после прерывания подачи переменного тока. Это происходит потому, что при нормальной работе трансформатора сердечник будет намагниченным, а при отключении питания намагниченность не исчезнет немедленно, а сохранит часть магнитного потока.
При включении трансформатора в работу магнитный поток, создаваемый рабочим напряжением, и остаточный магнитный поток в сердечнике имеют одинаковое направление, и они накладываются друг на друга, в результате чего общий магнитный поток значительно превышает насыщенный магнитный поток сердечника.
Насыщенность сердечника
Если общий магнитный поток после укладки превысит максимум, который может выдержать сердечник (магнитный поток насыщения), сердечник будет как бы "полным" и не сможет больше поглощать магнитный поток. В это время будет генерироваться очень большой ток, то есть пусковой ток возбуждения.
Величина броска тока возбуждения также связана с напряжением питания и начальным фазовым углом замыкания, значением потока сердечника и направлением остаточной намагниченности перед замыканием, значением эквивалентного импеданса системы и фазовым углом, режимом подключения обмотки трансформатора и режимом заземления нейтрали, характеристиками намагничивания и характеристиками гистерезиса материала сердечника, типом конструкции сердечника и уровнем технологической сборки.
Характеристики пускового тока возбуждения трансформатора
Большой пик: пик броска тока возбуждения может достигать 6-8 номинального тока трансформатора или даже превышать его. Это означает, что в момент включения трансформатора он может испытать очень большой удар тока.
Быстрое затухание: Хотя пик пускового тока возбуждения большой, он быстро затухает. Время затухания трансформатора большой мощности может составлять {{0}} секунд, тогда как трансформатору малой мощности может потребоваться всего около 0,2 секунд.
Содержит сложные компоненты: пусковой ток возбуждения содержит не только обычные компоненты переменного тока, но также компоненты постоянного тока и высшие гармонические компоненты. Эти компоненты усложняют форму волны пускового тока.
Опасность броска тока возбуждения трансформатора
Пусковой ток вызовет насыщение сердечника и взрыв вторичного напряжения трансформатора, что приведет к ухудшению характеристик изоляции трансформатора и может привести к выходу оборудования из строя.
Пусковой ток может привести к повышению температуры сердечника трансформатора, а также к потерям на вихревые токи в обмоточных проводах, стенках масляного бака и других металлических компонентах, что приведет к перегреву трансформатора, старению изоляции и сокращению срока службы трансформатора.
Пусковой ток высокой амплитуды может привести к непосредственному физическому повреждению трансформатора и автоматического выключателя и даже к возгоранию оборудования.
Как ограничить пусковой ток трансформатора
Подавление пускового тока является важной мерой для обеспечения стабильной работы трансформаторов и энергосистем. Пусковой ток трансформатора может быть подавлен следующими мерами:
1. Используйте возбуждающий двигатель:Возбуждающий двигатель — это метод подачи постоянного тока на трансформатор через его ротор. Поскольку возбуждающий двигатель имеет инерцию ротора, скорость нарастания тока возбуждения может быть замедлена.
2. Увеличить сопротивление возбуждения трансформатора:Увеличение соответствующего сопротивления в цепи возбуждения трансформатора может ограничить быстрый рост тока возбуждения.
3. Внедрение мер по защите трансформаторов от пусковых токов:путем увеличения цепей защиты от пусковых токов, таких как реакторы, конденсаторы и т. д., для снижения воздействия пусковых токов возбуждения на оборудование, эффективного поглощения и потребления энергии пусковых токов и обеспечения безопасности трансформаторов и электросетей.
4. Использование замыкающего смещения и остаточной намагниченности трансформатора компенсируют друг друга:контролируя направление и величину замыкающего смещения таким образом, чтобы оно и остаточная намагниченность трансформатора компенсировали друг друга, избегайте насыщения сердечника трансформатора, тем самым подавляя возникновение пускового тока возбуждения.
