Механизам засићења у електромагнетном струјном трансформатору

Механизам засићења електромагнетних  струјни трансформатор се углавном односи на карактеристике магнетизације гвозденог језгра. Детаљан увод је следећи:

1. Основни принцип рада

Електромагнетно струјни трансформатори  раде на принципу електромагнетне индукције. Они претварају велику струју на примарној страни у малу струју на секундарној страни кроз спојницу са гвозденим језгром, која се користи за мерење, заштиту и друге сврхе. Када примарна струја И 1 прође кроз примарни намотај, она генерише наизменични магнетни флукс Ø у гвозденом језгру. Према Фарадејевом закону електромагнетне индукције, у секундарном намотају се индукује електромоторна сила Е 2 , која заузврат производи секундарну струју И2.

електромагнетна индукција

2. Механизам засићења

Нелинеарност криве магнетизације: Однос између густине магнетног флукса Б и јачине магнетног поља Х гвозденог језгра је представљен кривом магнетизације (БХ крива). Током нормалног рада, магнетно коло струјног трансформатора ради у линеарном региону, где Б и Х имају линеарну везу. У овом тренутку, примарна струја и секундарна струја одржавају пропорционалну везу ( а~б ). Међутим, када је примарна струја И 1 превелика, што доводи до тога да јачина магнетног поља Х премаши тачку засићења гвозденог језгра, Б више не расте линеарно са Х , већ тежи засићењу ( б~С однос). Раст магнетног флукса Ø се такође успорава, што доводи до тога да секундарна индукована електромоторна сила Е 2 и секундарна струја И 2 не успевају тачно да одразе промене у примарној струји И 1, што доводи до изобличења таласног облика.

Утицај секундарног : Претерано велико секундарно оптерећење ће повећати секундарну струју И. 2оптерећења Према принципу равнотеже магнетомоторних сила, однос између примарне магнетомоторне силе И 1 Н 1, секундарне магнетомоторне силе И 2Н 2и побудне магнетомоторне силе И м Н 1 је И 1 Н 1 = И 2 Н 2 + И м Н 1 (где су Н 1 и Н 2 број завоја примарног и секундарног намотаја, респективно). Повећање секундарног оптерећења доводи до повећања И _2 , што заузврат повећава струју побуде И м , потенцијално узрокујући да гвоздено језгро уђе у засићено стање.

Утицај фреквенције струје: За фиксни трансформатор, густина магнетног флукса Б_м гвозденог језгра је пропорционална секундарном напону Е 2 и обрнуто пропорционална фреквенцији струје ф , пратећи формулу Б м = Е _2 /(4,44*ф* 2Н *С) (где је С површина попречног пресека језгра и). Када је струјна фреквенција прениска, густина магнетног флукса Б м гвозденог језгра ће се повећати под одређеним секундарним напоном, што може довести до засићења гвозденог језгра.

3. Класификација засићења

Стационарно засићење: Узрокује претерано велика стабилна симетрична струја током кратких спојева у линији. Када примарна струја континуирано прелази номиналну вредност, гвоздено језгро улази у регион засићења, што доводи до тога да секундарна струја не може тачно да одражава примарну струју.

Пролазно засићење: Присуство непериодичних компоненти у струји кратког споја и резидуални магнетизам у гвозденом језгру могу проузроковати да струјни трансформатор уђе у регион засићења током прелазног процеса. Пролазно засићење се може јавити само током прелазног периода и постепено ће нестати како се пролазне компоненте распадају.