Mætningsmekanismen for elektromagnetisk strømtransformer er hovedsageligt relateret til magnetiseringsegenskaberne for jernkernen. Den detaljerede introduktion er som følger:
1. Grundlæggende arbejdsprincip
Elektromagnetiskstrømtransformatorer fungerer baseret på princippet om elektromagnetisk induktion. De omdanner den store strøm på primærsiden til en lille strøm på sekundærsiden gennem jernkernekobling, som bruges til måling, beskyttelse og andre formål. Når primærstrømmen I 1 passerer gennem primærviklingen, genererer den en vekslende magnetisk flux Ø i jernkernen. Ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induktion induceres en elektromotorisk kraft E 2 i sekundærviklingen, som igen producerer sekundærstrømmen I2.
elektromagnetisk induktion
2. Mætningsmekanisme
Ikke-linearitet af magnetiseringskurven: Forholdet mellem den magnetiske fluxtæthed B og den magnetiske feltstyrke H af jernkernen er repræsenteret af magnetiseringskurven (BH- kurven). Under normal drift fungerer strømtransformatorens magnetiske kredsløb i det lineære område, hvor B og H har et lineært forhold. På dette tidspunkt opretholder den primære strøm og den sekundære strøm et proportionalt forhold ( a~b ). Men når den primære strøm I 1er for stor, hvilket får magnetfeltstyrken H til at overstige mætningspunktet for jernkernen, stiger B ikke længere lineært med H , men har en tendens til at mættes ( b~S -forhold). Væksten af magnetisk flux Ø bremses også, hvilket resulterer i, at den sekundært inducerede elektromotoriske kraft E 2 og sekundærstrøm I 2 ikke nøjagtigt reflekterer ændringer i den primære strøm I 1, hvilket fører til bølgeformsforvrængning.
Indflydelse af sekundær belastning: En for stor sekundær belastning vil øge den sekundære strøm I 2. Ifølge princippet om magnetomotorisk kraftbalance er forholdet mellem den primære magnetomotoriske kraft I 1N 1, den sekundære magnetomotoriske kraft I 2N 2og den magnetomotoriske excitationskraft I m N 1 = I 1N 1 I 2N 2 + I m N 1 (hvor N 1 og N 2 er antallet af vindinger af henholdsvis de primære og sekundære viklinger). Stigningen i sekundær belastning fører til en stigning i I _2 , som igen øger excitationsstrømmen I m , hvilket potentielt får jernkernen til at gå ind i en mættet tilstand.
Indflydelse af strømfrekvens: For en fast transformer er jernkernens magnetiske fluxtæthed B_m proportional med sekundærspændingen E 2 og omvendt proportional med strømfrekvensen f , efter formlen B m = E _2 /(4.44*f*N 2*S) (hvor S er jernkernens tværsnitsareal). Når strømfrekvensen er for lav, vil den magnetiske fluxtæthed B m af jernkernen stige under en vis sekundær spænding, hvilket kan få jernkernen til at mættes.
3. Klassificering af mætning
Steady-State Saturation: Forårsaget af en for stor steady-state symmetrisk strøm under linjekortslutninger. Når den primære strøm kontinuerligt overstiger den nominelle værdi, går jernkernen ind i mætningsområdet, hvilket resulterer i, at den sekundære strøm ikke reflekterer den primære strøm nøjagtigt.
Transient mætning: Tilstedeværelsen af ikke-periodiske komponenter i kortslutningsstrømmen og restmagnetisme i jernkernen kan få strømtransformatoren til at gå ind i mætningsområdet under den transiente proces. Forbigående mætning kan kun forekomme i den forbigående periode og vil gradvist forsvinde, efterhånden som de forbigående komponenter henfalder.
