1. Problem posering
Skyddsströmtransformatorn (TA) används huvudsakligen i samband med reläskyddsanordningen för att ge en signal till reläanordningen för att bryta felkretsen och skydda elsystemets säkerhet i händelse av en kortslutningsöverbelastning eller andra fel i raden. Dess arbetsförhållanden skiljer sig helt från de för mättransformatorer, som bara behöver ha lämplig noggrannhet inom det normala arbetsområdet för en enda ström. När man passerar genom en felkortslutningsström hoppas man att transformatorn ska mättas så snart som möjligt för att skydda mätinstrumentet från skador orsakade av kortslutningsströmmen. Den förra börjar bara fungera när strömmen är flera gånger eller tiotals gånger högre än normalt, och dess fel (ström- och fasfel) måste ligga inom felkurvans område. Vid bedömning av både strömfel och fasskillnader samtidigt används sammansatta fel.
När primärströmmen i1 för den skyddande TA är liten, ändras sekundärströmmen i2 linjärt; När i1 ökar till en viss nivå är den magnetiska densiteten i transformatorkärnan mycket hög. På grund av ferromagnetiska materials olinjäritet har excitationsströmmen i0 ett högt innehåll av övertoner av hög ordning, med en spetsig vågform som är långt ifrån en sinusvåg. Även om il är en ideal sinusvåg är i2 inte sinusformad.
Icke sinusformade vågor kan inte analyseras med hjälp av fasdiagram och kräver användning av sammansatta fel (konceptuell analys), vilket leder till en snabb ökning av i0, motsvarande en del i1 som inte omvandlas till i2, och i2 och i1 nej längre ändras proportionellt, vilket ökar TA-felet.
När ett kortslutningsfel uppstår i kraftsystemet och orsakar reläskyddsåtgärd är kortslutningsströmmen i mycket stor, vanligtvis mer än 10 gånger märkströmmen, vilket ökar felet och äventyrar skyddsanordningens känslighet och selektivitet.
Dessutom är TA i princip i sig en speciell transformator, och transformatorer har krav på att fungera med märklast. Därför, om belastningen på sekundärsidan av TA överstiger dess nominella sekundära belastningsvärde, kommer det också att öka dess fel.
2. Lösningsidéer
Som nämnts ovan är TA-fel oundvikligt, och dess storlek är relaterad till excitationsegenskaperna hos TA-järnkärnan och den sekundära sidobelastningen.
För att kontrollera detta fel är det nödvändigt att hantera förhållandet mellan det maximala felet i vid platsen för TA, förhållandet mellan denna ström och den nominella i1, det nominella strömförhållandet och den nominella sekundära belastningen. Därför är det nödvändigt att noggrant förstå begreppen noggrannhetsnivå och dess relaterade noggrannhetsnivågränser, märkströmförhållande och märklast. För att lösa detta problem är det nödvändigt att välja lämplig noggrannhetsnivå baserat på transformatorstationens faktiska situation.
För TA som används för skydd är noggrannhetsnivån nominell som procentandelen av det maximalt tillåtna sammansatta felet under den nominella noggrannhetsgränsen i1, följt av bokstaven "P" som indikerar skydd. Det är faktiskt ett manuellt specificerat felnivåkrav för TA-tillverkning. Den exakta gränskoefficienten hänvisar till förhållandet mellan i1max som kan uppfylla de sammansatta felkraven till den nominella i1. Märkströmsförhållandet hänvisar till förhållandet mellan nominell i1 och i2. Märklasten är det sekundära belastningsvärdet som används för att bestämma transformatorns noggrannhetsnivå.
I den tidiga nationella standarden "Current Transformer" (GBl208-75) fastställdes att noggrannhetsnivån för TA-skydd var B och D. När man väljer noggrannhetsnivån för TA för skydd, bör 10 % felkurvan vara verifieras för att säkerställa att strömfelet inte överstiger det angivna värdet under kortslutning. För närvarande föreskriver den nya versionen en noggrannhetsnivå på 5P respektive 10P, vilket indikerar en sammansatt felgräns på 5% och 10% vid den nominella noggrannhetsgränsen i1; Standardvärdesserien för dess noggrannhetskoefficient inkluderar 5, 10, 15, 20, 30, etc., vilket indikerar att under kortslutningsfel, om multipeln av kortslutningsströmmen i jämfört med den nominella i1 är mindre än detta värde, kontrolleras felet inom noggrannhetsnivåområdet.
Därför kan två slutsatser dras: 1) Vid val av noggrannhetsnivå för TA för skydd, bör noggrannhetskoefficienten väljas samtidigt, såsom 5P20 och 1200/5A, vilket betyder att när i inte är mer än 20 gånger nominellt i1, dvs inte mer än 20 × 1200=24 kA, är det sammansatta felet inte mer än 5 %; 2) Genom att välja båda riktningarna kan märkströmförhållandet bestämmas exakt baserat på det givna ilmax, sekundära belastningsvärdet och 10 % felkurva för att bestämma gränskoefficienten; Den exakta gränskoefficienten kan också väljas baserat på den givna i1max, märkströmförhållandet och 10 % felkurva, och den märkta sekundära belastningen och sekundärkabelns tvärsnitt kan väljas baserat på 10 % felkurvan.
Under stationär drift bör den sekundära belastningen av TA uppfylla kravet på en 10 % felkurva. Så länge den faktiska sekundära belastningen av TA är mindre än belastningen som tillåts av 10 % felkurvan, bör mätfelet vara inom 10 %. Ju större sekundär belastning, desto lättare är det för järnkärnan att mättas.
