摘 要：启备变是启动/备用变压器的简称，是指机组尚未发电投产前，对新建机组设备进行单体送电、调试，整套设备调试，机组整体启动提供电源的一种变压器，并且在机组投产后，作为厂用变压器的备用电源，一般在电厂应用较多，是在主用的变压器事故、故障、检修、雷击跳闸等情况时，启备变带负荷。
关键词：启动/备用变压器；热备用；冷备用
中图分类号：TM45 文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）07-0209-01
我们都知道启备变通常在机组正常运行的时候是处于热备用状态，这种状态空载损耗费用大概十几万/年，若由热备用改为冷备用，当一台机组中压工作进线跳闸时快切装置先要合启备变进线开关，再合备用进线开关，这期间变压器产生的励磁涌流会给设备带来很大的冲击，若我们可以消除励磁涌流，快切装置便能在最短的周波内寻找到同期点进行主\备切换，对中压负荷继续供电。 变压器励磁涌流产生的原因是：变压器空载合闸是一个瞬变过程，在合闸的瞬间，假定铁芯中没有剩磁，外加电压U会在磁路产生一个滞后π/2相角的磁通，这是一个旋转分量，由于磁路的磁通不能突变，必然要由励磁电流分量产生一个-Φ1来平衡磁路，保持磁通瞬间的零值，这个-Φ1是一个暂态分量，随时间常数T=L/R（L为一次绕组的全自感，R为一次回路电阻）大小逐渐衰减。若开关在最不利的情况下合闸，即电压U过零的时候，Φ1将达到幅值Φm，暂态分量-Φ1也将出现最大值-Φm，并随时间常数T逐步衰减，经过半个周波后，Φ1将达到负的最大值-Φm，此时两个磁通的叠加将接近-2Φm，这将引起铁芯高度磁饱和，根据铁芯的磁化特性，励磁电流会剧增，称之为励磁涌流，数值将达到正常空载运行励磁电流的50-80倍。
一般情况下，当大型变压器停运后，励磁涌流凭借自身条件很难衰减，若此时快切动作，励磁涌流引起电网出现电压骤降，以及励磁涌流注入电网大量的谐波，都有可能引起一些控制设备和继电保护误动、电动机振动等，并且快切装置不能判断电流的大小，当快切装置动作后，会对设备造成很大的影响，并且保护装置有可能动作，达不到安全运行的要求，因此消除励磁涌流是启备变实现冷备用的首要因素。
现在有些厂家生产的消除励磁涌流装置已经在使用中，当启备变投入运行后，若此时的合闸角度偏离了正玄电压的两个峰值点（90°或270°），变压器便会产生Φ1的磁通（此磁通极性和数值是可以通过选择外加电压合闸相位角进行控制的），这时励磁电流分量产生一个-Φ1的磁通来平衡磁路，当启备变断路器分闸后，变压器中便会存在-Φ1的磁通，并且随着时间常数T=L/R大小逐渐衰减，断路器分闸时装置记录下此时磁路中-Φ1的磁通极性和大小，下次断路器合闸时，变压器产生Φ2的磁通并且励磁电流分量产生一个-Φ2的磁通来平衡磁路，若在最佳电源电压相位角时进行合闸，实现-Φ2与剩磁-Φ1极性相反、大小相等，便可从而消除产生的励磁涌流，以上是基于单相电压而论，在实际中启备变为三相电压，并且相角互相相差120°，三相电压的峰值不可能同时到达，若要实现彻底消除励磁涌流，必须进行断路器三相分时分相合闸，但这时会造成设备的非全相运行，所以很难实现彻底消除励磁涌流，我们只能选择最佳的相位合闸点，最大程度的抑制励磁涌流，从使设备安全稳定运行。
消除了励磁涌流，便要考虑启备变冷备用的可靠性。当厂高变故障时，若启备变处于热备用状态，此时母线与启备变间的高压断路器处于合闸状态，快切只动作合备用进线开关；若启备变处于冷备用状态，此时母线与启备变间的高压断路器处于分闸状态，这时要求先合启备变高压侧断路器，后合备用进线开关，这就要求快切装置和变压器励磁涌流抑制装置相互配合，相互闭锁，当工作进线跳闸后，应先通过变压器励磁涌流抑制装置判断此时系统电压相位，选择最佳相位点进行合闸，待启备变高压侧断路器合闸后，再合备用进线开关，正常工况下，一个完整的周波为20ms，若假设励磁涌流抑制装置在3个周波内找到最佳相位点合启备变高压侧断路器，断路器合闸时间一般要求小于30ms，这时启备变带电后快切出口合备用进线开关，一般快切装置动作时间为70ms-100ms，总时间为190ms，满足快速切换的实际要求，但此方式还应在具体操作中进行详细试验。
现今部分电厂为了节省投资和运行费用，实际运行中不设置启备变，在发电机出口处增设断路器，由主变进行倒送电，在附近变电站取一条中压专线设置停机变压器，此变压器只满足停机负荷要求，这种运行方式可靠性较差，具有很高的危险性，若此时中压负荷发生故障，并发生越级跳闸，进线开关跳闸，此时由于停机变远远不能满足中压负荷的需求，机组只能停机，会对电网造成很大的波动，若启备变存在，则可以在基本不影响中压设备的运行情况下进行主/备切换，从而达到机组的安全、稳定运行。
随着现今煤炭资源的匮乏，煤价一天天上涨，发电厂的成本不断提高，如何最大程度的降低自身能耗成为电厂盈利与否的根本原因。当然在改进过程中必然存在风险，许多发电厂因为承担不起这样的风险而放弃新技术的引用，在当今国内资源匮乏的严峻形式下，没有过多的空间允许我们考虑，理论上可以实现的新技术我们就应该在实践中不断去改进，要不永远不会有发展，我相信在科学技术的支持下电厂会变得更加“绿色、低耗”。
参考文献：
［1］叶念国.励磁涌流抑制原理及涌流抑制器的应用［M］.深圳市智能设备开发有限公司.