励磁电感的计算原理 励磁电感的仿真验证

励磁电感是指脉冲变压器的初级电感。励磁电感的计算数值较小；在铁芯饱和时数值在较大值和较小值之间波动。由于保护判据中考虑了铁芯饱和对励磁电感数值的影响，因此该保护方案能够快速灵敏地识别变压器故障，且不受励磁涌流的影响，具有良好的性能。

励磁电感的计算原理

由于变压器励磁涌流过程是一个极其复杂的电磁暂态过程，工程上往往采用一些近似的简化处理方法:

①忽略其衰减过程，近似认为涌流波形是一个准稳态波形，而采用稳态电路的处理办法进行分析，如经典的二次谐波制动就是采用了稳态电路的傅里叶级数的分析方法；

②非线性的磁化特性曲线采用近似的两折线(2段直线) 线性化表示。文献指出可采用近似稳态电路的分析方法来分析涌流的暂态过程，否则将使问题复杂化而无实际意义。在此前提下，如变压器涌流过程中三相铁心同时饱和或不饱和，则上述算法可较准确地计算变压器三相励磁电感，但实际变压器空投时情况复杂，可能出现一相饱和、两相饱和和三相饱和的情形，并且各相进入饱和及退出饱和的时间不同，此时按本文算法计算的三相励磁电感与实际值有偏差，但一般变压器涌流过程中总存在三相铁心同时不饱和的时间段，故并不妨碍涌流的识别。

励磁电感的仿真验证

图1 正常运行情况下励磁电感

图2 空载合闸时的差流和励磁电感( B相不饱和)

由图1可知，变压器正常运行时铁心不饱和，其励磁电感较大且近似保持不变，2 种算法都能反映这一特点。由图2可知，此时变压器 A，C 两相饱和，B 相未饱和，故 B 相励磁电感表现为正常运行状态时的电感，而在图2中滤除零序后B相差流也呈饱和形态，对比图2可知，的三相差流在三相铁心同时不饱和时段(即图2三相差流同时为 0 的时段)都为 0，在其他时间不为 0，即其三相差流的波宽和间断角相同，并保持同步变换，这一特点也可从理论分析中得出，在此情况下，虽然本文算法所得的励磁电感与实际值有偏差，但并不妨碍涌流的识别。由仿真图可知，2种算法获得的三相差流间断角最小相(A相)的间断角相近，2 种算法A相电感的计算结果也相近。再看 B，C 相的情况，虽然本文算法B，C 相励磁电感的涌流特征比文献算法稍差，但还是能较好地表征涌流的特征。

励磁电感的计算主要取决于差流的大小和变化，空投产生涌流时，原始的励磁电流出现间断角，在间断期间(即非饱和区)其[励磁电流极小且其变化率相对于电流不间断时的变化率也极小，其所对应的励磁电感很大，而励磁电流较大的区间其所对应的励磁电感很小，对某种励磁电感计算方法，只要其获得的差流能足够保持原始励磁电流在涌流时的间断属性，就能够正确识别涌流。

由仿真结果可知，在正常运行时，本文算法与文献算法一样，可正确计算出励磁电感；在空投时，本文算法获得的差流能够保持原始励磁电流的间断属性，能较好地反映涌流特征；在故障或空投于故障时，本文算法获得的三相励磁电感都成故障相形式，但这并不妨碍与涌流时的励磁电感计算值相区分，因而，从涌流识别角度来说，本文的励磁电感算法是能够胜任的。