1. Problemstilling
Beskyttelsesstrømtransformatoren (TA) bruges hovedsageligt i forbindelse med relæbeskyttelsesanordningen for at give et signal til relæanordningen for at afbryde fejlkredsløbet og beskytte strømsystemets sikkerhed i tilfælde af en kortslutningsoverbelastning eller andre fejl i køen. Dens arbejdsbetingelser er helt forskellige fra dem for måletransformatorer, som kun behøver at have passende nøjagtighed inden for det normale driftsområde for en enkelt strøm. Når man passerer gennem en fejl kortslutningsstrøm, er det håbet, at transformeren vil mætte så hurtigt som muligt for at beskytte måleinstrumentet mod skader forårsaget af kortslutningsstrømmen. Førstnævnte begynder først at virke, når strømmen er flere gange eller titusinder højere end normalt, og dens fejl (strøm- og fasefejl) skal være inden for fejlkurveområdet. Ved vurdering af både strømfejl og faseforskelle samtidig anvendes sammensatte fejl.
Når den primære strøm i1 af den beskyttende TA er lille, ændres den sekundære strøm i2 lineært; Når i1 stiger til et vist niveau, er den magnetiske tæthed i transformatorkernen meget høj. På grund af ferromagnetiske materialers ikke-linearitet har excitationsstrømmen i0 et højt indhold af højordens harmoniske med en spids bølgeform, der er langt fra en sinusbølge. Selvom il er en ideel sinusbølge, er i2 ikke sinusformet.
Ikke-sinusformede wavelets kan ikke analyseres ved hjælp af fasediagrammer og kræver brug af sammensatte fejl (begrebsanalyse), hvilket fører til en hurtig stigning i i0, svarende til, at nogle i1 ikke konverteres til i2, og i2 og i1 nej længere skifter proportionalt, hvorved TA-fejlen øges.
Når der opstår en kortslutningsfejl i strømsystemet og forårsager relæbeskyttelse, er kortslutningsstrømmen i meget stor, normalt mere end 10 gange mærkestrømmen, hvilket øger fejlen og bringer beskyttelsesanordningens følsomhed og selektivitet i fare.
Derudover er TA i princippet i sig selv en speciel transformer, og transformere har kravet om at fungere ved nominel belastning. Derfor, hvis belastningen på den sekundære side af TA overstiger dens nominelle sekundære belastningsværdi, vil den også øge dens fejl.
2. Løsningsidéer
Som nævnt ovenfor er TA-fejl uundgåelig, og dens størrelse er relateret til excitationsegenskaberne for TA-jernkernen og den sekundære sidebelastning.
For at kontrollere denne fejl er det nødvendigt at håndtere forholdet mellem den maksimale fejl i ved placeringen af TA, forholdet mellem denne strøm og den nominelle i1, det nominelle strømforhold og den nominelle sekundære belastning. Derfor er det nødvendigt nøjagtigt at forstå begreberne nøjagtighedsniveau og dets relaterede nøjagtighedsniveaugrænser, nominel strømforhold og nominel belastning. For at løse dette problem er det nødvendigt at vælge det passende nøjagtighedsniveau baseret på transformatorstationens faktiske situation.
For TA, der bruges til beskyttelse, er nøjagtighedsniveauet nominelt som procentdelen af den maksimalt tilladte sammensatte fejl under den nominelle nøjagtighedsgrænse i1, efterfulgt af bogstavet "P", der angiver beskyttelse. Det er faktisk et manuelt specificeret fejlniveaukrav for TA-fremstilling. Den nøjagtige grænsekoefficient refererer til forholdet mellem i1max, der kan opfylde de sammensatte fejlkrav til den nominelle i1. Det nominelle strømforhold refererer til forholdet mellem nominel i1 og i2. Den nominelle belastning er den sekundære belastningsværdi, der bruges til at bestemme transformatorens nøjagtighedsniveau.
I den tidlige nationale standard "Current Transformer" (GBl208-75) blev det fastsat, at nøjagtighedsniveauet for TA-beskyttelse var B og D. Når du vælger nøjagtighedsniveauet for TA til beskyttelse, skulle 10 % fejlkurven være verificeret for at sikre, at strømfejlen ikke overstiger den angivne værdi under kortslutning. På nuværende tidspunkt foreskriver den nye version et nøjagtighedsniveau på henholdsvis 5P og 10P, hvilket indikerer en sammensat fejlgrænse på 5% og 10% ved den nominelle nøjagtighedsgrænse i1; Standardværdiserien for dens nøjagtighedsgrænsekoefficient inkluderer 5, 10, 15, 20, 30 osv., hvilket indikerer, at under kortslutningsfejl, hvis multiplum af kortslutningsstrømmen i sammenlignet med den nominelle i1 er mindre end dette værdi, kontrolleres fejlen inden for nøjagtighedsniveauområdet.
Derfor kan der drages to konklusioner: 1) Ved valg af nøjagtighedsniveau for TA til beskyttelse, bør nøjagtighedsgrænsekoefficienten vælges samtidigt, såsom 5P20 og 1200/5A, hvilket betyder, at når i ikke er mere end 20 gange den nominelle i1, dvs. ikke mere end 20 × 1200=24 kA, er den sammensatte fejl ikke mere end 5 %; 2) Ved at vælge begge retninger kan det nominelle strømforhold bestemmes nøjagtigt baseret på den givne ilmax, sekundære belastningsværdi og 10 % fejlkurve for at bestemme grænsekoefficienten; Den nøjagtige grænsekoefficient kan også vælges baseret på det givne i1max, nominelle strømforhold og 10% fejlkurve, og den nominelle sekundære belastning og sekundære kabeltværsnit kan vælges baseret på 10% fejlkurven.
Under steady-state drift bør den sekundære belastning af TA opfylde kravet om en 10% fejlkurve. Så længe den faktiske sekundære belastning af TA er mindre end den belastning, der tillades af 10 % fejlkurven, bør målefejlen være inden for 10 %. Jo større sekundær belastning, jo lettere er det for jernkernen at mætte.
