Механизм насыщения в трансформаторе электромагнитного тока

Механизм насыщения трансформатора электромагнитного тока в основном связан с характеристиками намагниченности ядра железа. Подробное введение заключается в следующем:

1. Основной принцип работы

Трансформаторы электромагнитного тока работают на основе принципа электромагнитной индукции. Они преобразуют большой ток на первичной стороне в небольшой ток на вторичной стороне через связь с ядром железа, которая используется для измерения, защиты и других целей. Когда первичный ток I 1 проходит через первичную обмотку, он генерирует переменный магнитный поток Ø в железном ядре. В соответствии с законом Фарадея электромагнитной индукции, электродвижущая сила E 2 индуцируется во вторичной обмотке, которая, в свою очередь, производит вторичный ток I2.

Электромагнитная индукция

2. Механизм насыщения

Нелинейность кривой намагниченности : взаимосвязь между плотностью магнитного потока B и силой магнитного поля h ядра железа представлена ​​кривой намагниченности ( кривая BH). Во время нормальной работы магнитная цепь трансформатора тока работает в линейной области, где B и H имеют линейную связь. В настоящее время первичный ток и вторичный ток поддерживают пропорциональную связь ( A ~ B ). Однако, когда первичный ток I 1 слишком велик, в результате чего сила магнитного поля h превышает точку насыщения ядра железа, B больше не увеличивается линейно с H, но имеет тенденцию насыщать ( B ~ Summent). Рост магнитного потока Ø также замедляется, что приводит к вторичному индуцированному электроэнергетической силе E 2 и вторичному току I, 2 которые не могут точно отражать изменения в первичном токе I 1, что приводит к искажению формы волны.

Влияние вторичной нагрузки : чрезмерно большая вторичная нагрузка увеличит вторичный ток i 2. В соответствии с принципом баланса магнитомоциональной силы, взаимосвязь между первичной магнитомотивной силой I 1 N 1, вторичной магнитомотивной силой I 2N 2и силой возбуждения I M N 1 является I 1 n 1 = I 2 N 2 + I M N 1 (где n 1 и n 2 являются количеством поворотов первичных и вторичных обмотков соответственно). Увеличение вторичной нагрузки приводит к увеличению I _2 , что, в свою очередь, увеличивает ток возбуждения I M , что может привести к тому, что железное ядро ​​входит в насыщенное состояние.

Влияние частоты тока : для фиксированного трансформатора плотность магнитного потока b_m ядра железа пропорциональна вторичному напряжению E 2 и обратно пропорционально текущей частоте F , следуя по формуле B M = E _2 /(4.44**f*N*S 2) (где S -область поперечного сечения ядра железного ядра). Когда частота тока слишком низкая, плотность магнитного потока B M железного ядра будет увеличиваться при определенном вторичном напряжении, что может привести к насыщению железного ядра.

3. Классификация насыщения

Устойчивое насыщение : вызвано чрезмерно большим устойчивым симметричным током во время коротких замыканий линии. Когда первичный ток непрерывно превышает номинальное значение, ядро ​​железа входит в область насыщения, в результате чего вторичный ток не смог точно отражать первичный ток.

Переходное насыщение . Наличие непериодических компонентов в токе короткого замыкания и остаточного магнетизма в ядре железа может привести к тому, что трансформатор тока попадает в область насыщения во время переходного процесса. Переходное насыщение может возникнуть только в течение периода переходного процесса и постепенно исчезает, когда переходные компоненты распадаются.