变压器消磁试验

变压器消磁试验

所有磁性材料都会因为磁畴能够保持一定的磁化方向而具备储能的特性，这种特性导致了变压器铁芯中的剩磁现象。正常交流励磁的中断、直流绕组电阻测试、变压器跳闸以及地磁场现象也可能产生剩磁。

铁芯存在剩磁的状况并不代表变压器处于故障状态。然而，当为变压器通电时，外加电压会使带有剩磁的铁芯进入一种过饱和状态，从而产生过大的浪涌电流，（该电流可能会超过变压器额定电流一个数量级甚至更多），而退磁能够大大地降低这种风险。

大的涌浪电流会给变压器本身带来诸多影响，保护继电器无法判别产生大电流的原因（例如，是因为变压器故障还是磁化的铁芯导致的涌浪电流）而误跳。

在测试期间，剩磁会导致偏低或偏高的励磁电感。在变压器绕组的开路测试中，测试结果可能受到很大影响，尤其是励磁电流测试和扫频响应分析 (SFRA) 测试。铁芯中存在剩磁会导致励磁电流测试结果偏大（由于励磁电感减小），另外三相励磁电流和瓦特损耗的特点（低-高-低或高-低-高）也会被淹没。因剩磁而降低的励磁电抗，会增大 SFRA 测试低频段的结果幅值，并且是第一个主共振频率点发生偏移。

传统方法称之为正反电流消磁法，是使用不断改变极性交替电流或电压脉冲方波来完成变压器的现场退磁。这种方法的原理是，通过将交替极性的直流电压施加在变压器绕组上（幅值越来越小）来中和铁芯的磁畴方向。减少每个周期的注入信号幅值，通常降低 10% 至 50%，然后重复此过程，直至电流强度实际上达到零。

在三相变压器上，通常在励磁电流最大的高压侧绕组上执行退磁操作。由于变压器的设计（例如三柱式铁芯和五柱式铁芯）、尺寸和测量仪器功能各有不同，在不同的绕组终端上执行多次退磁操作可能会有助于退磁效果。现今大多数仪器使用极性变化的直流电进行退磁。

但是此方法耗时较长，退磁不彻底且无法确定初始剩磁的方向和大小。

另一种方法称之为伏秒消磁法，是通过施加电压的方式来注入电流，直至达到规定的电流值（通常与测试电流值相同，如 10 A），并且使铁芯饱和。这种方法能够计算出正方向的剩磁（起始点）到饱和（终点）所需的伏秒（电压与时间的乘积）(Vs)（例如，200 Vs）。使用反向电压重复此步骤（例如，至 -10A）。测量/计算（例如 +10A 至 -10A）所需的 Vs（例如 1000 Vs），这样就可以确定磁滞曲线“尖端”的 Vs 位置。在此示例中，-10A 时 Vs 的位置为 -500 Vs，+10A时为 +500 Vs。磁滞曲线的原点和最终退磁后的终点为 0 Vs，这样就可以计算出剩磁所在的起点；例如，此例剩磁的起点位于 +300 Vs (+500 Vs –200 Vs)。实际上，这种方法是一种恒压变频方法 (CVVF)。