Punto de saturación del transformador de corriente.

En circunstancias normales, el flujo magnético del núcleo del transformador de corriente se encuentra en un estado insaturado. En este momento, la impedancia de carga y la corriente de excitación son pequeñas, pero el valor de la impedancia de excitación es grande y los potenciales magnéticos del devanado primario y el devanado secundario están en equilibrio. Sin embargo, si la densidad de flujo magnético del núcleo del transformador aumenta y alcanza la saturación, hará que Zm disminuya rápidamente a medida que aumenta la saturación y se romperá la relación proporcional lineal entre diferentes corrientes de excitación. Los factores que provocan que el transformador de corriente alcance la saturación incluyen principalmente: corriente excesiva; carga excesiva. Cuando la carga conectada al transformador de corriente es demasiado grande, el voltaje secundario aumentará, lo que provocará que la densidad de flujo magnético del núcleo de hierro aumente y alcance la saturación.
Cuando el transformador de corriente alcanza la saturación, las características son las siguientes: la corriente secundaria disminuye y la forma de onda de la corriente tiene una gran distorsión de componentes armónicos de alto orden; la resistencia interna disminuye, incluso cerca de cero; si ocurre una falla, la forma de onda actual es cercana a cero, el transformador de corriente provocará una transferencia de relación lineal; En el momento de la falla, el transformador comenzará a alcanzar la saturación después de un retraso de aproximadamente 5 segundos. En circunstancias normales, está estrictamente prohibido abrir el circuito secundario del transformador de corriente. Porque durante el funcionamiento del transformador de corriente, una vez que se produce el circuito abierto secundario, la corriente primaria se convertirá en corriente de excitación, lo que provocará que aumente la densidad de flujo magnético del núcleo de hierro, lo que provocará una rápida saturación del transformador de corriente. El flujo magnético de saturación producirá un voltaje más alto, lo que causará mayores daños a las instalaciones de aislamiento del devanado primario y secundario y fácilmente representará una amenaza para la seguridad personal.
1. Impacto y contramedidas de la protección del transformador.
Generalmente, los transformadores tienen pequeña capacidad y alta confiabilidad, y en su mayoría se instalan en barras colectoras de 10 kV y 35 kV. La corriente de cortocircuito de alto voltaje es la misma que la corriente de cortocircuito del sistema, mientras que la corriente de cortocircuito en el lado de bajo voltaje es relativamente grande. Si no se implementa la protección del transformador, afectará gravemente el funcionamiento seguro del transformador o de todo el sistema. Los transformadores tradicionales tienen dispositivos de protección con fusibles, que tienen las ventajas de seguridad y confiabilidad. Sin embargo, con la mejora de los requisitos de automatización del sistema y el aumento de la capacidad de cortocircuito, los métodos tradicionales ya no pueden satisfacer las necesidades. Algunas subestaciones recién construidas o renovadas suelen estar equipadas con gabinetes de distribución de transformadores y los dispositivos de protección del sistema son similares a los de las líneas de 10 kV. Sin embargo, la desventaja es que a menudo se ignora el problema de saturación de los transformadores de corriente. Al mismo tiempo, debido a la pequeña capacidad y corriente primaria del transformador, se utiliza un transformador compartido. Para garantizar la precisión de la medición, se reducirá la relación de transformación del transformador de corriente. Una vez que el transformador falla, provocará la saturación del transformador de corriente y la velocidad de la corriente secundaria disminuirá, lo que provocará que la protección del transformador se niegue a funcionar. Si ocurre una falla en el lado de alto voltaje del transformador, la corriente de cortocircuito resultante cortará automáticamente la acción de protección de respaldo. Si ocurre una falla en el lado de bajo voltaje, la corriente de cortocircuito generada no puede alcanzar el valor de arranque de la protección de respaldo, lo que hará que la falla no se pueda eliminar e incluso causará que el transformador se queme, lo que afectará seriamente el operación segura del sistema.
Para resolver la falla de protección del transformador, debemos comenzar con la configuración razonable del transformador. A la hora de seleccionar el transformador de corriente debemos tener en cuenta el problema de saturación provocado por el fallo del transformador. Deben distinguirse entre sí los transformadores de corriente con diferentes funciones. Por ejemplo, el transformador para medición debe colocarse en el lado de bajo voltaje del transformador para garantizar los requisitos de precisión de medición; El transformador de protección generalmente se coloca en el lado de alto voltaje del transformador para garantizar el trabajo de conservación.
2. Influencia de la protección actual y contramedidas.
Una vez saturado el transformador de corriente, provocará la reducción de la corriente equivalente secundaria, provocando que la protección se niegue a funcionar. Cuando está lejos de la fuente de alimentación o el coeficiente de impedancia es grande, la corriente de cortocircuito en la salida de la línea será pequeña. Sin embargo, si se amplía la escala del sistema, la corriente de cortocircuito aumentará en consecuencia, llegando incluso a cientos de veces la corriente primaria del transformador, provocando la saturación del transformador en el sistema que originalmente funcionaba normalmente. Al mismo tiempo, las fallas de corriente de cortocircuito son procesos transitorios y hay una gran cantidad de componentes de fase diferentes en la corriente, lo que acelerará la saturación del transformador de corriente. Si se produce un fallo de cortocircuito en una línea de 10 kV, la saturación del transformador de corriente reducirá la corriente en el lado secundario, provocando que el dispositivo de protección se niegue a funcionar. Cortar el interruptor en el lado de bajo voltaje de la barra colectora y el transformador principal aumentará el alcance de la falla y prolongará el tiempo, lo que afectará la confiabilidad del suministro de energía.
En casos severos, pondrá en peligro el funcionamiento seguro del equipo.
Según el análisis anterior, cuando el transformador de corriente está saturado, hará que la corriente primaria cambie a corriente de excitación. Al mismo tiempo, la corriente secundaria es cero, la corriente a través del relé también es cero y el dispositivo de protección del equipo se niega a funcionar. En vista de los problemas anteriores, la impedancia de carga del transformador debe reducirse tanto como sea posible para evitar compartir transformadores de corriente y, al mismo tiempo, aumentar el área de la sección transversal y la longitud del cable; la relación de transformación del transformador de corriente no debe ser demasiado pequeña y se debe prestar atención al problema de saturación causado por el cortocircuito de la línea.