Mechanizm nasycenia w elektromagnetycznym przekładniku prądowym

Mechanizm nasycenia elektromagnetycznego  przekładnik prądowy jest głównie związany z charakterystyką magnesowania żelaznego rdzenia. Szczegółowe wprowadzenie wygląda następująco:

1. Podstawowa zasada działania

Elektromagnetyczny Przekładniki prądowe  działają w oparciu o zasadę indukcji elektromagnetycznej. Przekształcają duży prąd po stronie pierwotnej na mały prąd po stronie wtórnej poprzez żelazne sprzęgło z rdzeniem, które służy do pomiarów, zabezpieczeń i innych celów. Kiedy prąd pierwotny I 1 przepływa przez uzwojenie pierwotne, generuje zmienny strumień magnetyczny Ø w żelaznym rdzeniu. Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya w uzwojeniu wtórnym indukowana jest siła elektromotoryczna E 2 , która z kolei wytwarza prąd wtórny I2.

indukcja elektromagnetyczna

2. Mechanizm nasycenia

Nieliniowość krzywej namagnesowania: Zależność pomiędzy gęstością strumienia magnetycznego B i natężeniem pola magnetycznego H rdzenia żelaznego jest reprezentowana przez krzywą namagnesowania ( krzywa BH). Podczas normalnej pracy obwód magnetyczny przekładnika prądowego pracuje w obszarze liniowym, gdzie B i H mają liniową zależność. W tym czasie prąd pierwotny i prąd wtórny zachowują proporcjonalną zależność ( a~b ). Jednakże, gdy prąd pierwotny I 1 jest zbyt duży, co powoduje, że natężenie pola magnetycznego H przekracza punkt nasycenia żelaznego rdzenia, B nie rośnie już liniowo wraz z H , ale ma tendencję do nasycenia ( b~S ). zależność Wzrost strumienia magnetycznego Ø również spowalnia, w wyniku czego wtórnie indukowana siła elektromotoryczna E 2 i prąd wtórny I 2 nie odzwierciedlają dokładnie zmian prądu pierwotnego I 1, co prowadzi do zniekształcenia kształtu fali.

Wpływ obciążenia wtórnego: Zbyt obciążenie wtórne zwiększy prąd wtórny I. 2duże Zgodnie z zasadą równowagi sił magnetomotorycznych, związek pomiędzy pierwotną siłą magnetomotoryczną I 1 N 1, wtórną siłą magnetomotoryczną I 2N 2i siłą magnetomotoryczną wzbudzenia I m N 1 wynosi I 1 N 1 = I 2 N 2 + I m N 1 (gdzie N 1 i N 2 to odpowiednio liczba zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego). Wzrost obciążenia wtórnego prowadzi do wzrostu I _2 , co z kolei zwiększa prąd wzbudzenia I m , potencjalnie powodując przejście żelaznego rdzenia w stan nasycenia.

Wpływ częstotliwości prądu: W przypadku transformatora stacjonarnego gęstość strumienia magnetycznego B_m żelaznego rdzenia jest proporcjonalna do napięcia wtórnego E 2 i odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości prądu f , zgodnie ze wzorem B m = E _2 /(4,44*f 2*N *S) (gdzie S jest polem przekroju poprzecznego żelaznego rdzenia). Gdy częstotliwość prądu jest zbyt niska, gęstość strumienia magnetycznego B m żelaznego rdzenia wzrośnie pod pewnym napięciem wtórnym, co może spowodować nasycenie żelaznego rdzenia.

3. Klasyfikacja nasycenia

Nasycenie w stanie ustalonym: Spowodowane zbyt dużym prądem symetrycznym w stanie ustalonym podczas zwarć liniowych. Kiedy prąd pierwotny stale przekracza wartość znamionową, rdzeń żelazny wchodzi w obszar nasycenia, w wyniku czego prąd wtórny nie odzwierciedla dokładnie prądu pierwotnego.

Przejściowe nasycenie: Obecność składników nieokresowych w prądzie zwarciowym i magnetyzm szczątkowy w żelaznym rdzeniu może spowodować, że przekładnik prądowy wejdzie w obszar nasycenia podczas procesu przejściowego. Przejściowe nasycenie może wystąpić tylko w okresie przejściowym i będzie stopniowo zanikać w miarę zanikania składników przejściowych.