変流器の飽和
前述したように、CT の誤差は主に界磁電流 いえ によって引き起こされます。通常動作時の励起インピーダンスが大きいため、いえ は小さく、この誤差は無視できます。ただし、CTが飽和すると、飽和度が深刻であるほど励磁インピーダンスが小さくなり、励磁電流が大幅に増加するため、CTの誤差が倍増し、保護の正しい動作に影響を与えます。
最も深刻なのは、一次電流がすべて励起電流になり、二次電流がゼロになることです。変圧器の飽和の原因は、一般に、電流が大きすぎるか、電流に多数の非周期成分が含まれていることであり、どちらも事故の場合に発生します。このとき、保護が正しく機能し、障害を迅速に除去する必要があります。ただし、トランスが飽和すると、過剰なエラーが発生しやすくなり、システムの安全性にさらに影響を与える不適切な保護アクションにつながります。したがって、CT飽和の問題を真剣に受け止めなければなりません。
CTの飽和問題は詳細に分析すると非常に複雑になるため、ここでは定性的分析のみを行います。いわゆるトランスの飽和は、実際にはトランスコアの飽和を指します。一次電流が鉄心に磁束を生成し、同じ鉄に巻かれた二次巻線に起電力 U = 4.44f*N*B*S * 10-8 を生成するため、変圧器が可変電流を伝送できることがわかっています。芯。
ここで、f はシステム周波数 (ヘルツ ) です。N は二次巻線の巻数です。S は鉄心の断面積、m2 です。B はコアの磁束密度です。2 次ループが経路である場合、2 次電流が生成されて、1 次 2 次巻線での電流伝達が完了します。ただし、コアの磁束密度が飽和点に達すると、励磁電流または磁場強度による B の変化は無視できる傾向にあります。つまり、N、S、f が決まれば、2 次誘起電位は基本的に変化しないため、2 次電流も基本的に変化せず、1 次電流と 2 次電流の比例伝達特性が変化します。CT 飽和の本質は、鉄心の磁束密度 B が飽和点を超えて大きすぎることです。コアの磁束量は、磁束を作る電流の大きさ、つまり励磁電流Ieの大きさで決まります。Ieが大きすぎると磁束密度が大きくなり、コアが飽和しやすくなります。このとき、CTの励磁インピーダンスが大幅に低下し、励磁電流がさらに増加し、磁束の増加と鉄心の飽和がさらに悪化します。これは実は悪循環です。図 1 からわかるように、セ の減少と いえ の増加は変圧器の誤差の増加として現れ、通常の動作に影響を与えます。
鉄心の飽和は、一般的に 2 つの方法で理解できます。1 つは定常状態の飽和で、もう 1 つは過渡的な飽和です。定常状態の飽和については、図 1 を使用して分析できます。図からわかるように、いえ と二次電流 は は比例してシャントされます。励起インピーダンス ぜ は一定であると仮定します。事故などで一次電流が増加すると、それに比例して必然的にIeが増加するため、コアの磁束が増加します。電流が大きすぎると、いえ も大きくなり、上記のサイクルに入り、トランスが飽和します。過渡飽和とは、故障過渡状態中に過渡成分によって引き起こされる変圧器の飽和を指します。障害が発生した場合、電気量は急激ではないことがわかっています。故障量の発生には、多かれ少なかれ非周期的な成分が伴う必要があります。ただし、非周期成分、特に故障電流の直流成分は、1 番目と 2 番目の変圧器の間で伝送できません。これらの電流はすべて励起電流として現れます。したがって、大きな過渡成分を伴う事故が発生すると、励磁電流も増加し、変圧器が飽和します。
