1. Problémafelvetés
A védőáram-transzformátort (TA) főként a relé védelmi eszközzel együtt használják, hogy jelet adjon a relé eszköznek a hibaáramkör megszakításához és az elektromos rendszer biztonságának védelméhez rövidzárlati túlterhelés vagy egyéb hibák esetén. a sorban. Működési feltételei teljesen eltérnek a mérőtranszformátorokétól, amelyeknek csak egyetlen áram normál működési tartományán belül kell megfelelő pontossággal rendelkezniük. Hibazárlati áram áthaladásakor remélhetőleg a transzformátor mielőbb telítődik, hogy megvédje a mérőműszert a rövidzárlati áram okozta károsodástól. Az előbbi csak akkor kezd működni, ha az áramerősség többszöröse vagy tízszerese a normál értéknek, és hibáinak (áram- és fázishibáknak) a hibagörbe tartományon belül kell lenniük. Az áramhibák és a fáziskülönbségek egyidejű értékelésekor összetett hibákat használnak.
Ha a védő TA i1 primer árama kicsi, az i2 szekunder áram lineárisan változik; Amikor az i1 egy bizonyos szintre nő, a transzformátormag mágneses sűrűsége nagyon magas. A ferromágneses anyagok nemlinearitása miatt az i0 gerjesztőáram magas rendű felharmonikusokat tartalmaz, csúcsos hullámformájával, amely távol áll a szinuszhullámtól. Még ha il ideális szinuszhullám is, i2 nem szinuszos.
A nem szinuszos hullámokat nem lehet fázisdiagramokkal elemezni, és összetett hiba (koncepcionális analízis) alkalmazása szükséges, ami az i0 gyors növekedéséhez vezet, ami egyenértékű azzal, hogy néhány i1 nem alakul át i2-vé, és i2 és i1 nem. hosszabb ideig változik arányosan, ezáltal nő a TA hiba.
Ha az áramellátó rendszerben rövidzárlati hiba lép fel, és relévédelmi műveletet idéz elő, az i rövidzárlati áram nagyon nagy, általában több mint a névleges áram 10-szerese, ami növeli a hibát, és veszélyezteti a védelmi berendezés érzékenységét és szelektivivitását.
Ezenkívül elvileg maga a TA egy speciális transzformátor, és a transzformátoroknak névleges terhelésen kell működniük. Ezért, ha a TA másodlagos oldalán a terhelés meghaladja a névleges másodlagos terhelés értékét, az is növeli a hibáját.
2. Megoldási ötletek
Mint fentebb említettük, a TA hiba elkerülhetetlen, és nagysága összefügg a TA vasmag gerjesztési jellemzőivel és a másodlagos oldalterheléssel.
A hiba elhárításához kezelni kell a TA helyén fellépő maximális i hiba, ennek az áramnak a névleges i1-hez viszonyított aránya, a névleges áramarány és a névleges szekunder terhelés közötti kapcsolatot. Ezért szükséges pontosan megérteni a pontossági szint fogalmát és a kapcsolódó pontossági szint határait, a névleges áramarányt és a névleges terhelést. A probléma megoldásához az alállomás aktuális helyzete alapján kell kiválasztani a megfelelő pontossági szintet.
A védelemre használt TA esetében a pontossági szint névleges a maximálisan megengedhető összetett hiba százaléka az i1 névleges pontossági határ alatt, amelyet a védelmet jelző "P" betű követ. Ez tulajdonképpen egy manuálisan megadott hibaszint-követelmény a TA gyártáshoz. A pontos határegyüttható az i1max és a névleges i1 arányára vonatkozik, amely képes megfelelni az összetett hibakövetelményeknek. A névleges áramarány az i1:i2 névleges áramarányra vonatkozik. A névleges terhelés a transzformátor pontossági szintjének meghatározásához használt másodlagos terhelési érték.
A korai „Current Transformer” (GBl208-75) nemzeti szabványban a TA védelem pontossági szintje B és D volt. A TA védelem pontossági szintjének kiválasztásakor a 10%-os hibagörbét ellenőrizni kell, hogy a rövidzárlat során az áramhiba ne haladja meg a megadott értéket. Jelenleg az új verzió 5P, illetve 10P pontossági szintet ír elő, ami 5%-os és 10%-os összetett hibahatárt jelez az i1 névleges pontossági határnál; Pontossági határegyütthatójának standard értéksora 5, 10, 15, 20, 30 stb., azt jelzi, hogy rövidzárlati hibák esetén, ha az i zárlati áram többszöröse a névleges i1-hez képest kisebb ennél. érték, a hiba a pontossági szint tartományon belül van szabályozva.
Ebből két következtetés vonható le: 1) A TA védelem pontossági szintjének kiválasztásakor a pontossági határ együtthatót egyidejűleg kell kiválasztani, például 5P20 és 1200/5A, ami azt jelenti, hogy amikor i nem több, mint 20 a névleges i1 szorzata, azaz legfeljebb 20 × 1200=24 kA, az összetett hiba legfeljebb 5%; 2) Mindkét irány kiválasztásával a névleges áramarány pontosan meghatározható az adott ilmax, szekunder terhelési érték és 10%-os hibagörbe alapján a határtényező meghatározásához; A pontos határtényező az adott i1max, névleges áramarány és 10%-os hibagörbe alapján is kiválasztható, a névleges szekunder terhelés és szekunder kábelkeresztmetszet pedig a 10%-os hibagörbe alapján választható ki.
Állandósult üzemmódban a TA másodlagos terhelésének meg kell felelnie a 10%-os hibagörbe követelményének. Amíg a TA tényleges másodlagos terhelése kisebb, mint a 10%-os hibagörbe által megengedett terhelés, a mérési hibának 10%-on belül kell lennie. Minél nagyobb a másodlagos terhelés, annál könnyebben telítődik a vasmag.
