变压器空载合闸

• 稳态运行时，变压器空载电流I₀ 很小，大型变压器甚至不到1% I_N；但变压器在空载突然接入电网时，可能有很大的瞬时冲击电流，可达I₀的几十倍到几百倍，I_N的6~8倍。
• 此现象的存在是由于饱和及剩磁引起的。若不采取措施，会导致合闸不成功。

• 设外施电压按正弦规律变化，则

• 电阻 R₁ i₁较小,初始分析时可以略去。但 R₁ 的存在是瞬态过程衰减的重要因素。

• 不考虑电阻压降时

Φ=[-1.414*U₁/(ωN₁)]cos(ωt+α)+C

=-Φ_mcos(ωt+α)+C

• 设无剩磁 t=0，Φ=0，得

C=Φ_mcosα
Φ=Φ_m[cosα-cos(ωt+α)]

• 讨论：

     ①若在初相角α=0时合闸，则

• ωt=π时，Φ=2Φ_m，再考虑到剩磁，Φ=(2.2~2.3)Φ_m，导致磁路过饱和，相应的励磁电流急剧增大，达正常时空载电流的几百倍，额定电流的6-8倍。

    ②若在初相角α = π／2时合闸，则

• 变压器即进入稳态，是理想合闸时间。

　③电流的衰减

• 由于R₁ 的存在，电流脉冲将逐渐衰减。衰减的快慢由时间常L₁/R₁决定，一般在1s内，暂态电流就会大大衰减。小型变压器电阻较大，电抗较小，衰减较快，约几个周期可达稳态；大型变压器，电阻较小，电抗较大，衰减较慢，可能延续20s才达到稳态。