Mecanismo de Saturação em Transformador de Corrente Eletromagnética

O mecanismo de saturação eletromagnética  transformador de corrente está relacionado principalmente às características de magnetização do núcleo de ferro. A introdução detalhada é a seguinte:

1. Princípio Básico de Trabalho

Eletromagnético os transformadores de corrente  operam com base no princípio da indução eletromagnética. Eles convertem a grande corrente no lado primário em uma pequena corrente no lado secundário por meio de acoplamento com núcleo de ferro, que é usado para medição, proteção e outros fins. Quando a corrente primária I 1 passa pelo enrolamento primário, ela gera um fluxo magnético alternado Ø no núcleo de ferro. De acordo com a lei da indução eletromagnética de Faraday, uma força eletromotriz E 2 é induzida no enrolamento secundário, que por sua vez produz a corrente secundária I2.

indução eletromagnética

2. Mecanismo de Saturação

Não linearidade da curva de magnetização: A relação entre a densidade do fluxo magnético B e a intensidade do campo magnético H do núcleo de ferro é representada pela curva de magnetização (curva BH ). Durante a operação normal, o circuito magnético do transformador de corrente funciona na região linear, onde B e H possuem uma relação linear. Neste momento, a corrente primária e a corrente secundária mantêm uma relação proporcional ( a~b ). No entanto, quando a corrente primária I 1 é muito grande, fazendo com que a intensidade do campo magnético H exceda o ponto de saturação do núcleo de ferro, B não aumenta mais linearmente com H , mas tende a saturar ( b ~ S ). relação O crescimento do fluxo magnético Ø também diminui, resultando na força eletromotriz induzida secundária E 2 e na corrente secundária I 2 falhando em refletir com precisão as mudanças na corrente primária I 1, levando à distorção da forma de onda.

Influência da Carga Secundária: Uma carga secundária excessivamente grande aumentará a corrente secundária I 2. De acordo com o princípio do equilíbrio da força magnetomotriz, a relação entre a força magnetomotriz primária é 1 m 1= I 2o 2N + I IN, a força magnetomotriz secundária IN e a força magnetomotriz de excitação I m N 1 N ( 1 e 1 onde 2 N 2 N são dos 1 número de 1 voltas IN 2 enrolamentos primário e secundário, respectivamente). O aumento na carga secundária leva a um aumento em I_2 , que por sua de aumenta a corrente de excitação Im , potencialmente fazendo com que o núcleo vez ferro entre em um estado saturado.

Influência da Frequência da Corrente: Para um transformador fixo, a densidade do fluxo magnético B_m do núcleo de ferro é proporcional à tensão secundária E 2 e inversamente proporcional à frequência da corrente f , seguindo a fórmula B m = E _2 /(4,44* 2f*N *S) (onde S é a área da seção transversal do núcleo de ferro). Quando a frequência da corrente é muito baixa, a densidade do fluxo magnético B m do núcleo de ferro aumentará sob uma certa tensão secundária, o que pode causar a saturação do núcleo de ferro.

3. Classificação de Saturação

Saturação em estado estacionário: Causada por uma corrente simétrica excessivamente grande em estado estacionário durante curtos-circuitos na linha. Quando a corrente primária excede continuamente o valor nominal, o núcleo de ferro entra na região de saturação, resultando na falha da corrente secundária em refletir com precisão a corrente primária.

Saturação Transitória: A presença de componentes não periódicos na corrente de curto-circuito e magnetismo residual no núcleo de ferro pode fazer com que o transformador de corrente entre na região de saturação durante o processo transitório. A saturação transitória só pode ocorrer durante o período transitório e desaparecerá gradualmente à medida que os componentes transitórios decaem.