三相变压器励磁涌流对电力设备及系统的影响及抑制分析

三相变压器励磁涌流具有幅值高、谐波含量大、波形间断角显著等特点，可能对电力系统及设备造成以下影响：

一、电气设备机械与绝缘损伤

励磁涌流幅值可达额定电流的6-8倍，瞬时电动力与电流平方成正比，易导致变压器绕组变形、绝缘老化甚至击穿。同时，邻近设备（如断路器、母线等）也可能因机械振动或过热而受损。

单台箱变合闸涌流励磁电流波形

二、继电保护装置误动作

励磁涌流的高谐波含量（以二次、三次谐波为主）可能被差动保护误判为内部短路故障，导致变压器投运失败。此外，传统保护装置缺乏谐波辨识能力时，易触发非必要跳闸，影响系统可靠性。解决方案：采用谐波制动技术、波形对称算法或自适应保护逻辑以提高判据准确性。

三、操作过电压风险

励磁涌流伴随的电流突变会引发感性回路中的电压尖峰（操作过电压），可能损坏变压器套管、避雷器等设备的绝缘性能。缓解措施：安装金属氧化物避雷器（MOA）或RC阻容吸收装置，限制过电压幅值。

四、电源质量恶化

励磁涌流的高次谐波会注入电网，导致以下问题：

线路损耗增加：谐波电流引起附加铜损与铁损；

设备干扰：精密仪器、通信系统受谐波干扰，出现测量误差或通信中断；

谐振风险：特定条件下与系统电容形成谐振，放大谐波危害。

治理方法：加装无源滤波器（如LC滤波器）或有源电力滤波器（APF）。