Σημείο κορεσμού του μετασχηματιστή ρεύματος

Υπό κανονικές συνθήκες, η μαγνητική ροή του πυρήνα στον μετασχηματιστή ρεύματος βρίσκεται σε ακόρεστη κατάσταση. Αυτή τη στιγμή, η σύνθετη αντίσταση φορτίου και το ρεύμα διέγερσης είναι μικρά, αλλά η τιμή της αντίστασης διέγερσης είναι μεγάλη και τα μαγνητικά δυναμικά του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος τυλίγματος είναι σε ισορροπία. Ωστόσο, εάν η πυκνότητα μαγνητικής ροής του πυρήνα στον μετασχηματιστή αυξηθεί και φτάσει σε κορεσμό, θα προκαλέσει τη γρήγορη μείωση του Zm καθώς αυξάνεται ο κορεσμός και η γραμμική αναλογική σχέση μεταξύ διαφορετικών ρευμάτων διέγερσης θα σπάσει. Οι παράγοντες που προκαλούν τον μετασχηματιστή ρεύματος να φτάσει σε κορεσμό περιλαμβάνουν κυρίως: υπερβολικό ρεύμα. υπερβολικό φορτίο. Όταν το φορτίο που είναι συνδεδεμένο στον μετασχηματιστή ρεύματος είναι πολύ μεγάλο, η δευτερεύουσα τάση θα αυξηθεί, προκαλώντας την αύξηση της πυκνότητας μαγνητικής ροής του πυρήνα του σιδήρου και την επίτευξη κορεσμού.
Όταν ο μετασχηματιστής ρεύματος φτάσει σε κορεσμό, τα χαρακτηριστικά είναι τα εξής: το δευτερεύον ρεύμα μειώνεται και η κυματομορφή ρεύματος έχει μεγάλη παραμόρφωση αρμονικών στοιχείων υψηλής τάξης. η εσωτερική αντίσταση μειώνεται, ακόμη και κοντά στο μηδέν. Εάν παρουσιαστεί σφάλμα, η κυματομορφή ρεύματος είναι κοντά στο μηδέν, ο μετασχηματιστής ρεύματος θα προκαλέσει μια γραμμική μεταφορά σχέσης. τη στιγμή του σφάλματος, ο μετασχηματιστής θα αρχίσει να φτάνει σε κορεσμό μετά από καθυστέρηση περίπου 5 δευτερολέπτων. Υπό κανονικές συνθήκες, απαγορεύεται αυστηρά το άνοιγμα του δευτερεύοντος κυκλώματος του μετασχηματιστή ρεύματος. Επειδή κατά τη λειτουργία του μετασχηματιστή ρεύματος, μόλις συμβεί το δευτερεύον ανοιχτό κύκλωμα, το πρωτεύον ρεύμα θα μετατραπεί σε ρεύμα διέγερσης, προκαλώντας αύξηση της πυκνότητας μαγνητικής ροής του πυρήνα σιδήρου, με αποτέλεσμα τον γρήγορο κορεσμό του μετασχηματιστή ρεύματος. Η μαγνητική ροή κορεσμού θα παράγει υψηλότερη τάση, η οποία θα προκαλέσει μεγαλύτερη ζημιά στις εγκαταστάσεις μόνωσης της κύριας και δευτερεύουσας περιέλιξης και θα αποτελέσει εύκολα απειλή για την προσωπική ασφάλεια.
1. Κρούση και αντίμετρα προστασίας μετασχηματιστή
Γενικά, οι μετασχηματιστές έχουν μικρή χωρητικότητα και υψηλή αξιοπιστία και εγκαθίστανται κυρίως σε ζυγούς 10kV και 35kV. Το ρεύμα βραχυκυκλώματος υψηλής τάσης είναι το ίδιο με το ρεύμα βραχυκυκλώματος του συστήματος, ενώ το ρεύμα βραχυκυκλώματος στην πλευρά της χαμηλής τάσης είναι σχετικά μεγάλο. Εάν η προστασία του μετασχηματιστή δεν υπάρχει, θα επηρεάσει σοβαρά την ασφαλή λειτουργία του μετασχηματιστή ή ολόκληρου του συστήματος. Οι παραδοσιακοί μετασχηματιστές διαθέτουν συσκευές προστασίας ασφαλειών, οι οποίες έχουν τα πλεονεκτήματα της ασφάλειας και της αξιοπιστίας. Ωστόσο, με τη βελτίωση των απαιτήσεων αυτοματισμού του συστήματος και την αύξηση της χωρητικότητας βραχυκυκλώματος, οι παραδοσιακές μέθοδοι δεν μπορούν πλέον να καλύψουν τις ανάγκες. Για ορισμένους νεόδμητους ή ανακαινισμένους υποσταθμούς, είναι συχνά εξοπλισμένοι με ερμάρια διακόπτη μετασχηματιστή και οι συσκευές προστασίας του συστήματος είναι παρόμοιες με εκείνες των γραμμών 10kV. Ωστόσο, το μειονέκτημα είναι ότι το πρόβλημα κορεσμού των μετασχηματιστών ρεύματος συχνά αγνοείται. Ταυτόχρονα, λόγω της μικρής χωρητικότητας και του πρωτεύοντος ρεύματος του μετασχηματιστή, χρησιμοποιείται κοινόχρηστος μετασχηματιστής. Προκειμένου να διασφαλιστεί η ακρίβεια της μέτρησης, ο λόγος μετασχηματισμού του μετασχηματιστή ρεύματος θα μειωθεί. Μόλις ο μετασχηματιστής αποτύχει, θα προκαλέσει τον κορεσμό του μετασχηματιστή ρεύματος και η ταχύτητα του δευτερεύοντος ρεύματος θα μειωθεί, με αποτέλεσμα η προστασία του μετασχηματιστή να αρνηθεί να λειτουργήσει. Εάν παρουσιαστεί σφάλμα στην πλευρά υψηλής τάσης του μετασχηματιστή, το ρεύμα βραχυκυκλώματος που προκύπτει θα διακόψει αυτόματα τη δράση εφεδρικής προστασίας. Εάν παρουσιαστεί σφάλμα στην πλευρά της χαμηλής τάσης, το παραγόμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος δεν μπορεί να φτάσει την τιμή εκκίνησης της εφεδρικής προστασίας, γεγονός που θα καταστήσει το σφάλμα ανεπίτρεπτο και θα προκαλέσει ακόμη και καύση του μετασχηματιστή, κάτι που θα επηρεάσει σοβαρά την ασφαλής λειτουργία του συστήματος.
Για να λύσουμε την αστοχία προστασίας του μετασχηματιστή, πρέπει να ξεκινήσουμε με την λογική διαμόρφωση του μετασχηματιστή. Κατά την επιλογή του μετασχηματιστή ρεύματος, πρέπει να λάβουμε υπόψη το πρόβλημα κορεσμού που προκαλείται από την αστοχία του μετασχηματιστή. Οι μετασχηματιστές ρεύματος με διαφορετικές λειτουργίες πρέπει να διακρίνονται μεταξύ τους. Για παράδειγμα, ο μετασχηματιστής για μέτρηση θα πρέπει να ρυθμιστεί στην πλευρά χαμηλής τάσης του μετασχηματιστή για να διασφαλιστούν οι απαιτήσεις ακρίβειας μέτρησης. ο μετασχηματιστής για προστασία είναι γενικά ρυθμισμένος στην πλευρά υψηλής τάσης του μετασχηματιστή για να εξασφαλίσει εργασίες διατήρησης.
2. Τρέχουσα επιρροή προστασίας και αντίμετρα
Αφού κορεσθεί ο μετασχηματιστής ρεύματος, θα προκαλέσει τη μείωση του δευτερεύοντος ισοδύναμου ρεύματος, με αποτέλεσμα η προστασία να αρνηθεί να λειτουργήσει. Όταν είναι πολύ μακριά από την παροχή ρεύματος ή ο συντελεστής σύνθετης αντίστασης είναι μεγάλος, το ρεύμα βραχυκυκλώματος στην έξοδο της γραμμής θα είναι μικρό. Ωστόσο, εάν επεκταθεί η κλίμακα του συστήματος, το ρεύμα βραχυκυκλώματος θα αυξηθεί ανάλογα, φτάνοντας ακόμη και εκατοντάδες φορές το πρωτεύον ρεύμα του μετασχηματιστή, προκαλώντας κορεσμό του μετασχηματιστή στο σύστημα που αρχικά λειτουργούσε κανονικά. Ταυτόχρονα, τα σφάλματα ρεύματος βραχυκυκλώματος είναι μεταβατικές διεργασίες και υπάρχει μεγάλος αριθμός διαφορετικών στοιχείων φάσης στο ρεύμα, που θα επιταχύνουν τον κορεσμό του μετασχηματιστή ρεύματος. Εάν παρουσιαστεί σφάλμα βραχυκυκλώματος σε γραμμή 10 kV, ο κορεσμός του μετασχηματιστή ρεύματος θα μειώσει το ρεύμα στη δευτερεύουσα πλευρά, με αποτέλεσμα η διάταξη προστασίας να αρνηθεί να λειτουργήσει. Η διακοπή του διακόπτη στην πλευρά χαμηλής τάσης του ζυγού και του κύριου μετασχηματιστή θα αυξήσει το εύρος της βλάβης και θα παρατείνει το χρόνο, γεγονός που θα επηρεάσει την αξιοπιστία του τροφοδοτικού.
Σε σοβαρές περιπτώσεις, θα απειλήσει την ασφαλή λειτουργία του εξοπλισμού.
Σύμφωνα με την παραπάνω ανάλυση, όταν ο μετασχηματιστής ρεύματος είναι κορεσμένος, θα προκαλέσει το πρωτεύον ρεύμα να μετατραπεί σε ρεύμα διέγερσης. Ταυτόχρονα, το δευτερεύον ρεύμα είναι μηδέν, το ρεύμα μέσω του ρελέ είναι επίσης μηδέν και η διάταξη προστασίας στον εξοπλισμό αρνείται να λειτουργήσει. Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω προβλήματα, η σύνθετη αντίσταση φορτίου του μετασχηματιστή θα πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο για να αποφευχθεί η κοινή χρήση των μετασχηματιστών ρεύματος και ταυτόχρονα να αυξηθεί η περιοχή διατομής και το μήκος του καλωδίου του καλωδίου. ο λόγος μετασχηματισμού του μετασχηματιστή ρεύματος δεν πρέπει να είναι πολύ μικρός και πρέπει να δοθεί προσοχή στο πρόβλημα κορεσμού που προκαλείται από το βραχυκύκλωμα της γραμμής.