【導(dǎo)讀】本文對變壓器空載時(shí)電路中的合閘電流進(jìn)行了詳細(xì)的分析。通過公式分析的方式為大家講解了再變壓器空載合閘瞬間的變化，在掌握其中的的原理之后，即便再出現(xiàn)各種各樣的問題，相信大家也能經(jīng)過思考順利解決。
在變壓器設(shè)計(jì)過程中，偶爾會(huì)遇到變壓器空載的情況，其成為了困擾部分設(shè)計(jì)者的難題，想要解決變壓器空載問題，就首先需要全面的了解在空載合閘時(shí)的瞬變過程，在本篇文章當(dāng)中，小編將對變壓器空載合閘電流瞬間的瞬變過程進(jìn)行介紹。
在電路中，當(dāng)在變壓器處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，I0（空載電流）很小，大型變壓器甚至不到1%倍的額定電流；但在空載時(shí)，變壓器突然接入電網(wǎng)，此瞬時(shí)可能有很大的沖擊電流，是空載電流的幾十倍到幾百倍。此現(xiàn)象的存在主要是由于飽合和剩磁的存在。
空載合閘電流分析
建立方程，設(shè)外施電壓按正弦規(guī)律變化，并求解。
=1.414Usin(ωt+α)=+ωdΦ/dt（1）
其中，α為外施電壓初相角；im為激磁（原邊）電流瞬時(shí)值。
L=ωΦ／i即=ωΦ/Lav(2)
由于電力變壓器電阻較小，實(shí)質(zhì)上的存在是瞬態(tài)過程衰減的重要因素。
（2）代入（1）得磁通方程：
sin(ωt+α)=ωΦ/Lav+ωdΦ/dt（3）
解得：
Φ=Φsin(ωt+α-90°)+CE（4）
其中，Φ為穩(wěn)態(tài)時(shí)的磁通幅值，C為積分常數(shù)，E為的（-t/Lav）次方。（2）確定C。
設(shè)鐵芯無剩磁t=0，Φ=0，代入（4）式得C=Φcosα（5）
從而Φ=-Φcos(ωt+α)+(Φcosα)E（6）
討論
①在初相角α=0時(shí)接通電源，則Φ=-Φcosωt+Φ
圖1
由圖1知，在合閘后的約半個(gè)周期，即當(dāng)t=π/ω時(shí)，穩(wěn)態(tài)分量和瞬態(tài)分量的瞬時(shí)值相疊加，并考慮到剩磁，可達(dá)約Φ=2Φm，故此時(shí)磁路非常飽和，相應(yīng)的激磁電流急劇增大可達(dá)正常時(shí)空載電流的幾百倍，額定電流的幾倍。
初相角α=π/2時(shí)接通電源，則：Φ=-Φsinωt（8）
說明變壓器即進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，不含瞬變分量，是理想的合閘時(shí)間。一般小型變壓器電阻較大，電抗較小，衰減較快，約幾個(gè)周期可達(dá)穩(wěn)態(tài)；大型變壓器，電阻較小，電抗較大，衰減較慢，可能延續(xù)幾秒鐘達(dá)穩(wěn)態(tài)。
