Mechanizmus saturácie v elektromagnetickom prúdovom transformátore

Saturačný mechanizmus elektromagnetického žiarenia  prúdový transformátor súvisí najmä s magnetizačnými charakteristikami železného jadra. Podrobný úvod je nasledovný:

1. Základný pracovný princíp

Elektromagnetické prúdové transformátory  pracujú na princípe elektromagnetickej indukcie. Premieňajú veľký prúd na primárnej strane na malý prúd na sekundárnej strane pomocou spojky železného jadra, ktorá sa používa na meranie, ochranu a iné účely. Keď primárny prúd I 1 prechádza primárnym vinutím, generuje v železnom jadre striedavý magnetický tok Ø. Podľa Faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie E , ktorá zase vytvára sekundárny prúd 2 sa v sekundárnom vinutí indukuje elektromotorická sila I.2.

elektromagnetická indukcia

2. saturačný mechanizmus

Nelinearita magnetizačnej krivky: Vzťah medzi hustotou magnetického toku B a intenzitou magnetického poľa H železného jadra predstavuje magnetizačná krivka ( krivka BH). Počas normálnej prevádzky magnetický obvod prúdového transformátora pracuje v lineárnej oblasti, kde B a H majú lineárny vzťah. V tomto čase si primárny prúd a sekundárny prúd udržiavajú proporcionálny vzťah（ a~b ）. Keď je však primárny prúd I 1 príliš veľký, čo spôsobuje, že sila magnetického poľa H prekročí bod nasýtenia železného jadra, B sa už nezvyšuje lineárne s H , ale má tendenciu saturovať ( b~S ). vzťah Rast magnetického toku Ø sa tiež spomaľuje, čo vedie k tomu, že sekundárne indukovaná elektromotorická sila E 2 a sekundárny prúd I 2 nedokážu presne odrážať zmeny primárneho prúdu I 1, čo vedie k skresleniu tvaru vlny.

Vplyv sekundárnej záťaže: Príliš veľká záťaž zvýši sekundárny prúd I. 2sekundárna Podľa princípu rovnováhy magnetomotorickej sily je vzťah medzi primárnou magnetomotorickou silou I 1 N 1, sekundárnou magnetomotorickou silou I 2N 2a budiacou magnetomotorickou silou I m N 1 = I 1 N 1 I 2 N 2 + I m N 1 (kde N 1 a N 2 sú počty závitov primárneho a sekundárneho vinutia). Zvýšenie sekundárneho zaťaženia vedie k zvýšeniu I_2 , , čo následne zvyšuje budiaci prúd Im , čo môže spôsobiť že železné jadro vstúpi do nasýteného stavu.

Vplyv frekvencie prúdu: Pre pevný transformátor je hustota magnetického toku B_m železného jadra úmerná sekundárnemu napätiu E 2 a nepriamo úmerná frekvencii prúdu f podľa vzorca B m = E _2 /(4,44*f*N 2*S) (kde S je plocha prierezu železného jadra). Keď je prúdová frekvencia príliš nízka, hustota magnetického toku Bm . železného jadra sa pri určitom sekundárnom napätí zvýši, čo môže spôsobiť nasýtenie železného jadra

3. Klasifikácia sýtosti

Saturácia v ustálenom stave: Spôsobená nadmerne veľkým ustáleným symetrickým prúdom počas skratov vedenia. Keď primárny prúd nepretržite prekračuje menovitú hodnotu, železné jadro vstupuje do oblasti nasýtenia, čo vedie k tomu, že sekundárny prúd nedokáže presne odrážať primárny prúd.

Prechodná saturácia: Prítomnosť neperiodických zložiek v skratovom prúde a zvyškový magnetizmus v železnom jadre môže spôsobiť, že prúdový transformátor vstúpi do oblasti saturácie počas prechodného procesu. Prechodná saturácia sa môže vyskytnúť iba počas prechodného obdobia a postupne zmizne, keď sa prechodné zložky rozložia.