Механизм насыщения в трансформаторе электромагнитного тока

Механизм насыщения электромагнитных  Трансформатор тока в основном связан с характеристиками намагничивания железного сердечника. Подробное введение выглядит следующим образом:

1. Основной принцип работы

Электромагнитный Трансформаторы тока  работают по принципу электромагнитной индукции. Они преобразуют большой ток на первичной стороне в малый ток на вторичной стороне через соединение с железным сердечником, которое используется для измерения, защиты и других целей. Когда первичный ток I 1 проходит через первичную обмотку, он создает переменный магнитный поток Ø в железном сердечнике. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, E , которая, в свою очередь, создает вторичный ток 2 во вторичной обмотке индуцируется электродвижущая сила I.2.

электромагнитная индукция

2. Механизм насыщения

Нелинейность кривой намагничивания. Взаимосвязь между плотностью магнитного потока B и напряженностью магнитного поля H железного сердечника представлена ​​кривой намагничивания ( кривая BH). При нормальной работе магнитная цепь трансформатора тока работает в линейной области, где B и H имеют линейную зависимость. В это время первичный ток и вторичный ток поддерживают пропорциональное соотношение ( a~b ). Однако, когда первичный ток I 1 слишком велик, в результате чего напряженность магнитного поля H превышает точку насыщения железного сердечника, B больше не увеличивается линейно с H , а имеет тенденцию к насыщению ( b~S ). зависимость Рост магнитного потока Ø также замедляется, в результате чего вторичная наведенная электродвижущая сила E 2 и вторичный ток I 2 не могут точно отражать изменения первичного тока I 1, что приводит к искажению формы сигнала.

Влияние вторичной нагрузки: Чрезмерно большая вторичная нагрузка приведет к увеличению вторичного I. 2тока Согласно принципу баланса магнитодвижущей силы связь между первичной магнитодвижущей силой I 1 N 1, вторичной магнитодвижущей силой I 2N 2и магнитодвижущей силой возбуждения I m N 1 равна I 1 N 1 = I 2 N 2 + I m N 1 (где N 1 и N 2 — число витков первичной и вторичной обмоток соответственно). Увеличение вторичной нагрузки приводит к увеличению I _2 , что, в свою очередь, увеличивает ток возбуждения I m , потенциально вызывая переход железного сердечника в состояние насыщения.

Влияние частоты тока: Для фиксированного трансформатора плотность магнитного потока B_m железного сердечника пропорциональна вторичному напряжению E 2 и обратно пропорциональна частоте тока f по формуле B m = E _2 /(4,44*f*N 2*S) (где S — площадь поперечного сечения железного сердечника). Когда частота тока слишком низкая, плотность магнитного потока B m железного сердечника будет увеличиваться при определенном вторичном напряжении, что может привести к насыщению железного сердечника.

3. Классификация насыщения

Насыщение в установившемся состоянии: вызвано слишком большим установившимся симметричным током во время короткого замыкания в линии. Когда первичный ток постоянно превышает номинальное значение, железный сердечник входит в область насыщения, в результате чего вторичный ток не может точно отражать первичный ток.

Переходное насыщение: наличие непериодических составляющих тока короткого замыкания и остаточного магнетизма в железном сердечнике может привести к тому, что трансформатор тока попадет в область насыщения во время переходного процесса. Переходное насыщение может возникать только во время переходного периода и постепенно исчезнет по мере затухания переходных компонентов.