變壓器一經(jīng)合閘，就會(huì)伴隨著勵(lì)磁涌流，勵(lì)磁涌流來(lái)的快，去的也快，去的快慢跟變壓器容量有關(guān)，容量越大，持續(xù)時(shí)間也就越長(zhǎng)一些，但很快也能進(jìn)入到穩(wěn)態(tài)(磁路平衡)。



變壓器進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，勵(lì)磁電流將變得很小，根據(jù)KVL方程可得，U=-E+I0Z。這是變壓器在空載狀態(tài)下的相量關(guān)系，Z=r+jx，稱為漏阻抗，x為漏電感，x=ωL。-E=I0Zm，Zm=rm+jxm，rm為勵(lì)磁電阻，xm則為勵(lì)磁電抗，合起來(lái)的Zm則稱為勵(lì)磁阻抗。

由此可以看出，變壓器空載狀態(tài)下，相當(dāng)于兩個(gè)阻抗值的串聯(lián)，一個(gè)是漏阻抗，另一個(gè)是勵(lì)磁阻抗。如下圖：



變壓器一經(jīng)帶上負(fù)載，就變成了負(fù)載運(yùn)行，變壓器副繞組上有電流通過(guò)，有了電流，就會(huì)產(chǎn)生磁勢(shì)I2N2。該磁勢(shì)與原邊繞組磁勢(shì)作用在同一磁路上，滿足I0N1=I1N1+I2N2的關(guān)系，所以，I0=I1+I2(N2/N1)，則I1=I0-I2(N2/N1)。這說(shuō)明變壓器在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原邊電流由兩部分組成，一部分為勵(lì)磁電流I0，與空載時(shí)勵(lì)磁電流相同，用于產(chǎn)生主磁通，另一部分為負(fù)載電流，用于平衡副繞組產(chǎn)生的磁通。



由此不難看出，主磁通是傳遞能量的紐帶，而它正是由勵(lì)磁電流I0作用的結(jié)果。

由I0=I1+I2(N2/N1)可知，變壓器空載情況下，原邊繞組的電流就是勵(lì)磁電流，而在負(fù)載情況下，勵(lì)磁電流的大小受副邊電流和電源電壓的影響。

若I0一味地增大意味著什么？那將意味著磁路飽和。前篇中說(shuō)過(guò)，合閘瞬間，變壓器電能與磁能快速轉(zhuǎn)化，鐵芯中的磁通密度大大增強(qiáng)，鐵芯將嚴(yán)重飽和，由磁化曲線可知，越是飽和，產(chǎn)生一定磁通所需的電流就越大。



變壓器鐵芯一般選定額定點(diǎn)的磁通密度比材料的飽和磁通密度略低，這樣可充分利用材料，節(jié)省成本。變壓器鐵芯飽和后繼續(xù)增大勵(lì)磁電流，此時(shí)的磁通密度與勵(lì)磁電流將不能繼續(xù)保持原有的線性關(guān)系。也就是上面所說(shuō)的，越是飽和，產(chǎn)生一定磁通所需的電流就越大，表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象就是一次側(cè)電流的勵(lì)磁分量顯著增大，變壓器損耗、發(fā)熱嚴(yán)重，甚至有燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。

正因如此，對(duì)大型變壓器而言，都要求配置過(guò)勵(lì)磁保護(hù)，就是防止在系統(tǒng)異常時(shí)的鐵芯過(guò)飽和情況。

本篇說(shuō)的是變壓器鐵芯飽和與勵(lì)磁電流的關(guān)系，鐵芯飽和對(duì)變壓器運(yùn)行是不利的，必須加以關(guān)注，正確理解并對(duì)待它則顯得尤為重要。

作者：電氣星辰