時(shí)恒電子：NTC熱敏電阻在變壓器上電浪涌抑制中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2017/11/1 訪問人數(shù)：1695次
浪涌電壓/電流產(chǎn)生的原因
1、變壓器空載合閘瞬間會(huì)產(chǎn)生特別大的電流，叫勵(lì)磁浪涌，檢測勵(lì)磁浪涌有兩種方式：
峰值勵(lì)磁浪涌和均方有效值浪涌
a）、峰值勵(lì)磁浪涌: 指變壓器在合閘瞬間產(chǎn)生的最大峰值電流；
b）、均方有效值浪涌：指變壓器在合閘過程中一個(gè)或幾個(gè)（FLUK435測試儀標(biāo)定為第一個(gè)浪涌波形25ms）的均方有效值；
2、一般變壓器勵(lì)磁浪涌衰減很快，第五個(gè)波形就達(dá)到穩(wěn)態(tài)，這樣，峰值勵(lì)磁浪涌和均方有效值浪涌差別很大，對供電系統(tǒng)設(shè)備的影響也不同，不同的供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備考慮浪涌模式是不同的：
a）、峰值勵(lì)磁浪涌: 主要考慮供電網(wǎng)絡(luò)電壓畸變的考量依據(jù)
b）、均方有效值浪涌：是變壓器上游開關(guān)跳閘和上游熔絲和繼電器選擇的主要考量依據(jù)
3、合閘浪涌的測試
合閘浪涌測試最真實(shí)數(shù)據(jù)是在使用現(xiàn)場合閘，利用FLUK435捕捉浪涌（Peak或Rms）信號(hào),有些變壓器廠家提供的出廠合閘浪涌測試數(shù)據(jù)，和使用現(xiàn)場的測試數(shù)據(jù)差別非常大，造成用戶合閘使用時(shí)，上游開關(guān)跳閘，系統(tǒng)電壓畸變超標(biāo)，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)變壓器時(shí)沒有考慮到實(shí)際現(xiàn)場的供電參數(shù)，而且沒有考慮峰值勵(lì)磁浪涌的數(shù)據(jù)，以及均方有效值浪涌和峰值勵(lì)磁浪涌兩組數(shù)據(jù)之間的最佳比例。
4、有些變壓器生產(chǎn)廠家通過加裝抑制或旁路勵(lì)磁浪涌的回路方法來達(dá)到上游開關(guān)不至于因太高的合閘浪涌造成跳閘。但旁路勵(lì)磁浪涌方法其合閘浪涌始終在系統(tǒng)存在，甚至造成上游第二級(jí)開關(guān)跳閘和系統(tǒng)電壓畸變超標(biāo)；抑制浪涌辦法會(huì)造成系統(tǒng)電壓驟升問題，另外增加的元器件造成系統(tǒng)操作復(fù)雜化，系統(tǒng)可靠性降低，國外已經(jīng)不允許采用這兩種方法。
5、峰值勵(lì)磁浪涌和均方勵(lì)磁浪涌有效值的轉(zhuǎn)換
根據(jù)UL、IEC的研究以及國外ABB、MGE、APC、ETON、SOCOMEC、DCD等的研究結(jié)果，機(jī)房變壓器的浪涌峰值電流在1.9-2.2倍的25ms均方浪涌有效值范圍內(nèi)為最佳。
由于電壓突變引起的當(dāng)變壓器合閘時(shí)正是電源正弦波的波形進(jìn)入零的位置時(shí)，變壓器會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，甚至?xí)斐勺儔浩鞅Ｗo(hù)動(dòng)作跳閘。不過這種概率很低，所以平時(shí)變壓器合閘時(shí)，其沖擊電流都很小 變壓器在空載合閘時(shí)會(huì)出現(xiàn)激磁涌流。其大小可達(dá)穩(wěn)態(tài)激磁電流的80-100倍，或額定電流的6-8倍。涌流對變壓器本身不會(huì)造成大的危害，但在某些情況下能造成電波動(dòng)，如不采取相應(yīng)措施，可能使變壓器過電流或差動(dòng)繼電保護(hù)誤動(dòng)作。 變壓器勵(lì)磁涌流是變壓器全電壓充電時(shí)在其繞組中產(chǎn)生的暫態(tài)電流. 變壓器投入前鐵芯中的剩余磁通與變壓器投入時(shí)工作電壓產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí),其總磁通遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵芯的飽和磁通量,因此產(chǎn)生較大的涌流,其中最大峰值可達(dá)到變壓器額定電流的6-8倍.勵(lì)磁涌流與變壓器投入時(shí)系統(tǒng)電壓的相角,變壓器鐵芯的剩余磁通和電源系統(tǒng)阻抗等因素有關(guān).最大涌流出現(xiàn)在變壓器投入時(shí)電壓經(jīng)過零點(diǎn)的瞬間(該時(shí)磁通為峰值).變壓器涌流中含有直流分量和高次諧波分量,隨時(shí)間衰減,其衰減時(shí)間取決于回路電阻和電抗,一般大容量變壓器約5-10S,小容量變壓器約為0.2S左右一般在工廠生產(chǎn)檢驗(yàn)時(shí)在電源輸入處串接設(shè)定電流的保護(hù)開關(guān)（如常用的 DZ47-63 C20）開機(jī)時(shí)不發(fā)生跳閘就說明激磁涌流小于該保護(hù)開關(guān)的額定電流當(dāng)然要多開關(guān)幾次測試實(shí)際的激磁涌流可以用用示波器，在輸入電源串接一小無感電阻，用示波器監(jiān)測開機(jī)瞬時(shí)的涌浪電流的峰值但變壓器浪涌電流最大是在開機(jī)時(shí)剛好在電源正弦波的波形進(jìn)入零的位置時(shí)。人工開機(jī)時(shí)間是隨機(jī)的在最大值的機(jī)率很小要用專用羅氏線圈來測量，目前全球做的最好的是pearson這一家的，很貴，動(dòng)輒幾萬，一般的不具備。
問題陳述與提出：
變壓器引起浪涌電流，浪涌電流超過了影響變壓器鐵芯磁性的飽和電流。甚至變壓器的二次啟動(dòng)時(shí)無負(fù)載時(shí)也會(huì)發(fā)生。浪涌電流的大小取決于在變壓器打開時(shí)的瞬時(shí)AC 波。如果這個(gè)瞬間正好是AC 電壓波正在經(jīng)歷它的峰值，那么將沒有浪涌電流產(chǎn)生。如果這樣的話，浪涌電流的量將保持正常無負(fù)載值。如果這個(gè)瞬間正好是AC 電壓波經(jīng)歷它的零值時(shí)，那么引起的電流將非常高而超過飽和電流（見圖一）。這種情況下，變壓器就必須受到保護(hù)不受浪涌電流的損壞。
熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。分為正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻器和負(fù)溫度系數(shù)NTC熱敏電阻器。正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻器隨著溫度升高電阻值變大，負(fù)溫度系數(shù)NTC熱敏電阻器隨著溫度升高電阻值變小，它們同屬于半導(dǎo)體敏感元件。
PTC熱敏電阻器主要應(yīng)用于過流過熱保護(hù)、彩電消磁、馬達(dá)起動(dòng)、恒溫發(fā)熱等。
NTC熱敏電阻器主要用于溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流、溫度檢測及流量測量等。
在電子電路中，用NTC熱敏電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償是因?yàn)樵S多元器件（如線圈、晶體振蕩器、晶體管、液晶屏等）的特性隨著溫度的變化而變化，且具有正的溫度系數(shù)。環(huán)境溫度的變化會(huì)導(dǎo)致電信號(hào)的偏移，用NTC溫度傳感器進(jìn)行補(bǔ)償后就可以使這些元件在很寬的溫度范圍內(nèi)正常工作。
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