Ο μηχανισμός κορεσμού της ηλεκτρομαγνητικής Ο μετασχηματιστής ρεύματος σχετίζεται κυρίως με τα χαρακτηριστικά μαγνήτισης του πυρήνα του σιδήρου. Η αναλυτική εισαγωγή έχει ως εξής:
1. Βασική Αρχή Εργασίας
ΗλεκτρομαγνητικόςΟι μετασχηματιστές ρεύματος λειτουργούν με βάση την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Μετατρέπουν το μεγάλο ρεύμα στην κύρια πλευρά σε ένα μικρό ρεύμα στη δευτερεύουσα πλευρά μέσω σύζευξης πυρήνα σιδήρου, ο οποίος χρησιμοποιείται για μέτρηση, προστασία και άλλους σκοπούς. Όταν το πρωτεύον ρεύμα I 1 διέρχεται από το πρωτεύον τύλιγμα, δημιουργεί μια εναλλασσόμενη μαγνητική ροή Ø στον πυρήνα του σιδήρου. Σύμφωνα με τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, μια ηλεκτροκινητική δύναμη Ε 2 προκαλείται στη δευτερεύουσα περιέλιξη, η οποία με τη σειρά της παράγει το δευτερεύον ρεύμα I.2.
ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
2. Μηχανισμός Κορεσμού
Μη γραμμικότητα της καμπύλης μαγνήτισης: Η σχέση μεταξύ της πυκνότητας μαγνητικής ροής B και της έντασης του μαγνητικού πεδίου H του πυρήνα του σιδήρου αντιπροσωπεύεται από την καμπύλη μαγνήτισης ( καμπύλη BH). Κατά την κανονική λειτουργία, το μαγνητικό κύκλωμα του μετασχηματιστή ρεύματος λειτουργεί στη γραμμική περιοχή, όπου τα Β και Η έχουν γραμμική σχέση. Αυτή τη στιγμή, το πρωτεύον ρεύμα και το δευτερεύον ρεύμα διατηρούν μια αναλογική σχέση ( a~b ). Ωστόσο, όταν το πρωτεύον ρεύμα I 1είναι πολύ μεγάλο, με αποτέλεσμα η ένταση του μαγνητικού πεδίου H να υπερβεί το σημείο κορεσμού του πυρήνα του σιδήρου, το B δεν αυξάνεται πλέον γραμμικά με το H αλλά τείνει να κορεσθεί ( b~S ). σχέση Η ανάπτυξη της μαγνητικής ροής Ø επιβραδύνεται επίσης, με αποτέλεσμα η δευτερεύουσα επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη E 2 και το δευτερεύον ρεύμα I 2 να αποτυγχάνουν να αντανακλούν με ακρίβεια τις αλλαγές στο πρωτεύον ρεύμα I 1, οδηγώντας σε παραμόρφωση κυματομορφής.
Επιρροή δευτερεύοντος φορτίου: Ένα υπερβολικά μεγάλο δευτερεύον φορτίο θα αυξήσει το δευτερεύον ρεύμα I 2. Σύμφωνα με την αρχή της ισορροπίας μαγνητοκινητικής δύναμης, η σχέση μεταξύ της πρωτογενούς μαγνητοκινητικής δύναμης I 1N 1, της δευτερεύουσας μαγνητοκινητικής δύναμης I 2N 2, και της μαγνητοκινητικής δύναμης διέγερσης I m N 1 είναι I 1N 1 = I 2N 2 + I m N 1 (όπου N 1 και N 2 είναι ο αριθμός των στροφών του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος τυλίγματος, αντίστοιχα). Η αύξηση του δευτερεύοντος φορτίου οδηγεί σε αύξηση του , I_2 το οποίο με τη σειρά του αυξάνει το ρεύμα διέγερσης Im ., προκαλώντας δυνητικά την εισαγωγή του πυρήνα του σιδήρου σε κορεσμένη κατάσταση
Επίδραση της συχνότητας ρεύματος: Για έναν σταθερό μετασχηματιστή, η πυκνότητα μαγνητικής ροής B_m του πυρήνα του σιδήρου είναι ανάλογη με τη δευτερεύουσα τάση E 2 και αντιστρόφως ανάλογη με τη συχνότητα ρεύματος f , ακολουθώντας τον τύπο B m = E _2 /(4,44*f 2*N *S) (όπου S είναι η περιοχή διατομής του i). Όταν η συχνότητα ρεύματος είναι πολύ χαμηλή, η πυκνότητα μαγνητικής ροής B m του πυρήνα του σιδήρου θα αυξηθεί κάτω από μια ορισμένη δευτερεύουσα τάση, η οποία μπορεί να προκαλέσει κορεσμό του πυρήνα του σιδήρου.
3. Ταξινόμηση κορεσμού
Κορεσμός σταθερής κατάστασης: Προκαλείται από ένα υπερβολικά μεγάλο συμμετρικό ρεύμα σταθερής κατάστασης κατά τη διάρκεια βραχυκυκλωμάτων γραμμής. Όταν το πρωτεύον ρεύμα υπερβαίνει συνεχώς την ονομαστική τιμή, ο πυρήνας του σιδήρου εισέρχεται στην περιοχή κορεσμού, με αποτέλεσμα το δευτερεύον ρεύμα να μην αντανακλά με ακρίβεια το πρωτεύον ρεύμα.
Μεταβατικός Κορεσμός: Η παρουσία μη περιοδικών στοιχείων στο ρεύμα βραχυκυκλώματος και ο υπολειπόμενος μαγνητισμός στον πυρήνα του σιδήρου μπορεί να προκαλέσει την είσοδο του μετασχηματιστή ρεύματος στην περιοχή κορεσμού κατά τη διάρκεια της μεταβατικής διαδικασίας. Ο παροδικός κορεσμός μπορεί να συμβεί μόνο κατά τη διάρκεια της παροδικής περιόδου και σταδιακά θα εξαφανιστεί καθώς τα παροδικά συστατικά αποσυντίθενται.
