励磁涌流与冲击电流

3 励磁涌流的大小

3.1 合闸瞬间电压为最大值时的磁通变化

在交流电路中，U=dΦ/dt，可见磁通Φ总是落后电压U90°相位角，如果U=Um*sin(ωt)，则Φ=Um/ω*cos(ωt)+C，分别为强迫分量和衰减的自由分量。如果在合闸瞬间，电压正好达到最大值时，则磁通的瞬间值正好为零，即在铁芯里一开始就建立了稳态磁通。在这种情况下，变压器不会产生励磁涌流。

3.2 合闸瞬间电压为零值时的磁通变化

当合闸瞬间电压为零值时，它在铁芯中所建立的磁通为最大值(－Φm)。可是，由于铁芯中的磁通不能突变，既然合闸前铁芯中没有磁通，这一瞬间仍要保持磁通为零。因此，在铁芯中就出现一个非周期分量的磁通Φfz，其幅值为Φm。

这时，铁芯里的总磁通Φ应看成两个磁通相加而成。铁芯中磁通开始为零，到1/2 T时，两个磁通相加达最大值，Φ波形的最大值是Φ1波形幅值的两倍。；另外，如果合闸时铁芯还有剩磁Φ0，磁通Φ还会更大！实际运行中可达到2.7倍的Φm。因此，在电压瞬时值为零时合闸情况最严重。虽然我们很难预先知道在哪一瞬间合闸，但是总会介于上面论述的两种极限情况之间。

变压器绕组中的励磁电流和磁通的关系由磁化特性所决定，铁芯越饱和，产生一定的磁通所需的励磁电流就愈大。由于在最不利的合闸瞬间，铁芯中磁通密度最大值可达2Φm，这时铁芯的饱和情况将非常严重，因而励磁电流的数值大增，这就是变压器励磁涌流的由来。励磁涌流比变压器的空载电流大100倍左右，在不考虑绕组电阻的情况

下，电流的峰值出现在合闸后经过半周的瞬间。但是，由于绕组具有电阻，这个电流是要随时间衰减的。对于容量小的变压器衰减得快，约几个周波即达到稳定，大型变压器衰减得慢，全部衰减持续时间可达几十秒。

综上所述，励磁涌流和铁芯饱和程度有关，同时铁芯的剩磁和合闸时电压的相角可以影响其大小。

当在电压过零时刻投入变压器时，会产生最严重的磁饱和现象，因此励磁涌流最大。当在电压为峰值时刻投入变压器时，不会产生磁饱和现象，因此不会出现励磁涌流。

励磁涌流对变压器并无危险，因为这个冲击电流存在的时间很短。当然，对变压器多次连续合闸充电也是不好的，因为大电流的多次冲击，会引起绕组间的机械力作用，可能逐渐使其固定物松动。

冲击电流

冲击电流一般是指用电器给电一瞬间在其内部产生的大电流。

这个主要体现在容性负载中。 容性负载比如电容，上电一瞬间，也是相当于短路，电流瞬间理论上是无穷大的。

短路冲击电流（ish）出现在短路故障后的第一个时间周期内，短路电流是稳态分量和暂态分量之和。稳态分量从0开始按正弦规律变化，暂态分量从最大值起，按指数规律衰减。它们叠加在一起就有一个最大值，就称为短路冲击电流。高压系统中，ish=2.55Ik，Ik是计算得到的短路电流低压系统中，ish=1.89Ik （那个系数好像有点出

入，考完了就记不清了）一些保护设备分为“限流”和“非限流”型，其中限的流，就是指短路冲击电流，，限流是指在短路冲击电流未到来之前，就能够熄灭电弧的。

冲击电流一般是指用电器给电一瞬间在其内部产生的大电流。

这个主要体现在感性和容性负载中。

感性负载代表是电机。

是相当大的，因为电机本身绕组的电阻和电感都很小。在电机关断的时候也会产生一个反向的冲击电流。

容性负载比如电容，上电一瞬间，也是相当于短路，电流瞬间理论上是无穷大的。

还有荧光灯启动的瞬间需要瞬间的高压、大电流用来电离灯管内部的汞蒸气。