Mætningspunkt for strømtransformator

Under normale omstændigheder er den magnetiske kerneflux i strømtransformatoren i en umættet tilstand. På dette tidspunkt er belastningsimpedansen og excitationsstrømmen små, men værdien af ​​excitationsimpedansen er stor, og de magnetiske potentialer af den primære vikling og den sekundære vikling er i balance. Men hvis den magnetiske fluxtæthed af kernen i transformeren stiger og når mætning, vil det få Zm til at falde hurtigt i takt med at mætningen stiger, og det lineære proportionale forhold mellem forskellige excitationsstrømme vil blive brudt. De faktorer, der får strømtransformatoren til at nå mætning, omfatter hovedsageligt: ​​overdreven strøm; overdreven belastning. Når belastningen forbundet til strømtransformatoren er for stor, vil den sekundære spænding stige, hvilket får jernkernens magnetiske fluxtæthed til at stige og nå mætning.
Når strømtransformatoren når mætning, er egenskaberne som følger: den sekundære strøm falder, og den aktuelle bølgeform har en stor forvrængning af højordens harmoniske komponenter; den indre modstand falder, endda tæt på nul; hvis der opstår en fejl, er den aktuelle bølgeform nær nul, strømtransformeren vil forårsage en lineær sammenhængsoverførsel; i fejløjeblikket vil transformeren begynde at nå mætning efter en forsinkelse på ca. 5 sekunder. Under normale omstændigheder er det strengt forbudt at åbne strømtransformatorens sekundære kredsløb. Fordi under driften af ​​strømtransformatoren, når det sekundære åbne kredsløb opstår, vil den primære strøm blive omdannet til excitationsstrømmen, hvilket får den magnetiske fluxtæthed af jernkernen til at stige, hvilket resulterer i hurtig mætning af strømtransformatoren. Den mætningsmagnetiske flux vil producere en højere spænding, hvilket vil forårsage større skade på de primære og sekundære viklingsisoleringsfaciliteter og let udgøre en trussel mod personlig sikkerhed.
1. Transformerbeskyttelsespåvirkning og modforanstaltninger
Generelt har transformatorer lille kapacitet og høj pålidelighed og er for det meste installeret på 10kV og 35kV samleskinner. Højspændings-kortslutningsstrømmen er den samme som anlæggets kortslutningsstrøm, mens kortslutningsstrømmen på lavspændingssiden er relativt stor. Hvis beskyttelsen af ​​transformeren ikke er på plads, vil det alvorligt påvirke den sikre drift af transformeren eller hele systemet. Traditionelle transformere har sikringsbeskyttelsesanordninger, som har fordelene ved sikkerhed og pålidelighed. Men med forbedringen af ​​krav til systemautomatisering og forøgelse af kortslutningskapaciteten kan traditionelle metoder ikke længere opfylde behovene. For nogle nybyggede eller renoverede transformerstationer er de ofte udstyret med transformerafbryderskabe, og systembeskyttelsesanordningerne ligner dem på 10kV-ledninger. Ulempen er imidlertid, at mætningsproblemet med strømtransformatorer ofte ignoreres. Samtidig bruges en delt transformer på grund af transformatorens lille kapacitet og primærstrøm. For at sikre målenøjagtighed vil transformationsforholdet for strømtransformatoren blive reduceret. Når transformeren svigter, vil det forårsage mætning af strømtransformatoren, og den sekundære strømhastighed vil falde, hvilket får transformatorbeskyttelsen til at nægte at fungere. Hvis der opstår en fejl på højspændingssiden af ​​transformeren, vil den resulterende kortslutningsstrøm automatisk afbryde backupbeskyttelseshandlingen. Hvis der opstår en fejl på lavspændingssiden, kan den genererede kortslutningsstrøm ikke nå opstartsværdien af ​​backupbeskyttelsen, hvilket vil gøre fejlen uafhjælpelig og endda få transformatoren til at brænde ud, hvilket vil påvirke sikker drift af systemet.
For at løse transformatorens beskyttelsesfejl skal vi starte med den rimelige konfiguration af transformeren. Når vi vælger den aktuelle transformer, skal vi tage højde for mætningsproblemet forårsaget af transformatorens svigt. Strømtransformatorer med forskellige funktioner skal skelnes fra hinanden. For eksempel bør transformeren til måling indstilles på lavspændingssiden af ​​transformeren for at sikre målenøjagtighedskravene; transformatoren til beskyttelse er generelt indstillet på højspændingssiden af ​​transformeren for at sikre konserveringsarbejde.
2. Aktuel beskyttelsespåvirkning og modforanstaltninger
Efter at strømtransformatoren er mættet, vil det forårsage reduktion af den sekundære ækvivalente strøm, hvilket får beskyttelsen til at nægte at fungere. Når den er langt væk fra strømforsyningen eller impedanskoefficienten er stor, vil kortslutningsstrømmen ved ledningsudtaget være lille. Men hvis systemets skala udvides, vil kortslutningsstrømmen stige tilsvarende og endda nå hundredvis af gange den primære strøm fra transformeren, hvilket forårsager mætning af transformeren i systemet, der oprindeligt fungerede normalt. Samtidig er kortslutningsstrømfejl forbigående processer, og der er et stort antal forskellige fasekomponenter i strømmen, hvilket vil fremskynde mætningen af ​​strømtransformatoren. Hvis der opstår en kortslutningsfejl i en 10kV-ledning, vil mætning af strømtransformatoren reducere strømmen på sekundærsiden, hvilket får beskyttelsesanordningen til at nægte at fungere. Afbrydelse af kontakten på lavspændingssiden af ​​samleskinnen og hovedtransformatoren vil øge omfanget af fejlen og forlænge tiden, hvilket vil påvirke strømforsyningens pålidelighed.
I alvorlige tilfælde vil det true den sikre drift af udstyret.
Ifølge ovenstående analyse vil det, når strømtransformatoren er mættet, få den primære strøm til at ændre sig til excitationsstrømmen. Samtidig er den sekundære strøm nul, strømmen gennem relæet er også nul, og beskyttelsesenheden i udstyret nægter at fungere. I lyset af ovenstående problemer bør transformatorens belastningsimpedans reduceres så meget som muligt for at undgå deling af strømtransformatorer og samtidig øge kablets tværsnitsareal og kabellængde; transformationsforholdet for den nuværende transformer bør ikke være for lille, og der skal lægges vægt på mætningsproblemet forårsaget af ledningens kortslutning.