1. Presentació del problema
El transformador de corrent de protecció (TA) s'utilitza principalment juntament amb el dispositiu de protecció del relé per proporcionar un senyal al dispositiu de relé per tallar el circuit d'error i protegir la seguretat del sistema d'alimentació en cas de sobrecàrrega de curtcircuit o altres errors. a la línia. Les seves condicions de treball són completament diferents de les dels transformadors de mesura, que només han de tenir una precisió adequada dins del rang de funcionament normal d'un sol corrent. Quan es passa per un corrent de curtcircuit de falla, s'espera que el transformador es saturi tan aviat com sigui possible per protegir l'instrument de mesura dels danys causats pel corrent de curtcircuit. El primer només comença a funcionar quan el corrent és diverses vegades o desenes de vegades superior al normal, i els seus errors (errors de corrent i fase) han d'estar dins del rang de la corba d'error. Quan s'avaluen tant els errors de corrent com les diferències de fase simultàniament, s'utilitzen errors compostos.
Quan el corrent primari i1 del TA protector és petit, el corrent secundari i2 canvia linealment; Quan i1 augmenta fins a un cert nivell, la densitat magnètica al nucli del transformador és molt alta. A causa de la no linealitat dels materials ferromagnètics, el corrent d'excitació i0 té un alt contingut d'harmònics d'ordre elevat, amb una forma d'ona punxeguda que està lluny d'una ona sinusoïdal. Fins i tot si il és una ona sinusoïdal ideal, i2 no és sinusoïdal.
Les ones no sinusoïdals no es poden analitzar mitjançant diagrames fasorials i requereixen l'ús d'un error compost (anàlisi conceptual), que condueix a un ràpid augment de i0, equivalent a que alguns i1 no es converteixen en i2, i i2 i i1 no més temps canviant proporcionalment, augmentant així l'error TA.
Quan es produeix una fallada de curtcircuit al sistema d'alimentació i provoca una acció de protecció del relé, el corrent de curtcircuit i és molt gran, normalment més de 10 vegades el corrent nominal, la qual cosa augmenta l'error i posa en perill la sensibilitat i la selectivitat del dispositiu de protecció.
A més, en principi, TA és un transformador especial, i els transformadors tenen el requisit de funcionar a càrrega nominal. Per tant, si la càrrega del costat secundari de TA supera el seu valor nominal de càrrega secundària, també augmentarà el seu error.
2. Idees de solució
Com s'ha esmentat anteriorment, l'error TA és inevitable i la seva magnitud està relacionada amb les característiques d'excitació del nucli de ferro TA i la càrrega lateral secundària.
Per controlar aquest error, cal gestionar la relació entre la falla màxima i a la ubicació de TA, la relació d'aquest corrent amb la nominal i1, la relació de corrent nominal i la càrrega secundària nominal. Per tant, és necessari entendre amb precisió els conceptes de nivell de precisió i els seus límits de nivell de precisió relacionats, la relació de corrent nominal i la càrrega nominal. Per resoldre aquest problema, cal triar el nivell de precisió adequat en funció de la situació real de la subestació.
Per al TA utilitzat per a la protecció, el nivell de precisió és nominal com el percentatge de l'error compost màxim admissible sota el límit de precisió nominal i1, seguit de la lletra "P" que indica protecció. En realitat, és un requisit de nivell d'error especificat manualment per a la fabricació de TA. El coeficient límit precís es refereix a la proporció de i1max que pot complir els requisits d'error compost amb l'i1 nominal. La relació de corrent nominal fa referència a la relació entre i1 i i2. La càrrega nominal és el valor de càrrega secundària utilitzat per determinar el nivell de precisió del transformador.
A l'estàndard nacional inicial "Transformador de corrent" (GBl208-75), s'estipulava que el nivell de precisió de la protecció TA era B i D. Quan es seleccionava el nivell de precisió de TA per a la protecció, la corba d'error del 10% hauria de ser verificat per garantir que l'error actual no superi el valor especificat durant el curtcircuit. Actualment, la nova versió estipula un nivell de precisió de 5P i 10P, respectivament, indicant un límit d'error compost del 5% i del 10% al límit de precisió nominal i1; La sèrie de valors estàndard del seu coeficient de límit de precisió inclou 5, 10, 15, 20, 30, etc., cosa que indica que sota errors de curtcircuit, si el múltiple del corrent de curtcircuit i en comparació amb el nominal i1 és inferior a aquest valor, l'error es controla dins del rang de nivell de precisió.
Per tant, es poden extreure dues conclusions: 1) En seleccionar el nivell de precisió de TA per a la protecció, s'ha de seleccionar el coeficient límit de precisió al mateix temps, com ara 5P20 i 1200/5A, el que significa que quan i no és superior a 20 vegades el valor nominal i1, és a dir, no més de 20 × 1200=24 kA, l'error compost no és superior al 5%; 2) En seleccionar ambdues direccions, la relació de corrent nominal es pot determinar amb precisió en funció de l'ilmax donat, el valor de càrrega secundària i la corba d'error del 10% per determinar el coeficient límit; El coeficient límit precís també es pot seleccionar en funció de l'i1max donat, la relació de corrent nominal i la corba d'error del 10%, i la càrrega secundària nominal i la secció transversal del cable secundari es poden seleccionar en funció de la corba d'error del 10%.
Durant el funcionament en estat estacionari, la càrrega secundària de TA hauria de complir el requisit d'una corba d'error del 10%. Sempre que la càrrega secundària real de TA sigui inferior a la càrrega permesa per la corba d'error del 10%, l'error de mesura hauria d'estar dins del 10%. Com més gran sigui la càrrega secundària, més fàcil serà que el nucli de ferro es saturi.
