当经过直阻试验或者长时间运行之后,变压器绕组铁芯的磁化达到饱和,其磁滞曲线如图 1-5所示。其剩磁含量取决于变压器绕组通过的直流电流强度和通电时间。线圈绕组铁芯未上电时,磁场强度H为零,则磁感应强度B也为零;当接入直流电源之后,铁芯开始励磁,磁感应强度B也随着磁场强度H增强,磁场强度H达到Hs后,铁芯饱和。这时断开通电电路,铁芯励磁电流消失,磁感应强度B随磁场强度H的减小同时变小,但是这时的曲线却不再是之前的磁化曲线,而是因为磁场的影响落后于磁场强度,因此当磁场强度减小到零时,这是的磁感应强度不为零,而等于Br即剩磁感应强度。因此需要增加一个反向磁场使得剩余磁感应强度为0。
而铁芯磁场饱和之后会引起以下问题:当变压器在空载时上电后,由于剩磁存在,会使得铁芯的空载电流过大,从而产生较大洛仑兹力,使得主变线圈及器身震动,同时形成冷却油箱的油流涌动,最终导致变压器内部冷却邮箱的油面波动增大,从而触发重瓦斯保护动作;此外,当空载电流过大后,还会使得变压器的输入电流与输出电流产生较大的相位,这会引起差动保护误动;此外空载电流中含有多种谐波成分,降低供电系统的电压质量。同时线圈的剩磁高度饱和还会增加漏磁,从而加大各个绕组的相互机械作用力,会造成固定装置松动,并且由于震动,摩擦使得油箱和其他金属构件过热,加速绝缘老化,影响使用寿命,因此需要对其进行消磁。