Saturação do transformador de corrente
Como mencionamos anteriormente, os erros do TC são causados principalmente pela corrente de campo Ie.Devido à grande impedância de excitação na operação normal, Ie é pequeno, de modo que este erro pode ser ignorado.Entretanto, quando o TC está saturado, quanto mais grave for o grau de saturação, menor será a impedância de excitação e a corrente de excitação muito aumentada faz com que o erro do TC se multiplique e afete o correto funcionamento da proteção.
O mais grave fará toda a corrente primária na corrente de excitação, resultando na corrente secundária zero.A causa da saturação do transformador geralmente é uma corrente muito grande ou a corrente contém um grande número de componentes não periódicos, os quais ocorrem em caso de acidentes. Neste momento, é necessário que a proteção atue corretamente e remova a falha rapidamente. No entanto, se o transformador estiver saturado, é fácil causar erro excessivo e levar a ações de proteção incorretas, o que afeta ainda mais a segurança do sistema.Portanto, devemos levar a sério o problema da saturação do TC.
O problema de saturação da TC é muito complicado se for analisado em detalhes, portanto, apenas a análise qualitativa é realizada aqui.A chamada saturação do transformador na verdade se refere à saturação do núcleo do transformador.Sabemos que o transformador pode transmitir corrente variável porque a corrente primária gera fluxo magnético no núcleo de ferro, que por sua vez gera força eletromotriz U = 4,44f*N*B*S * 10-8 no enrolamento secundário enrolado no mesmo ferro essencial.
Onde, f é a frequência do sistema, HZ;N é o número de voltas do enrolamento secundário;S é a área da seção transversal do núcleo de ferro, m2;B é a densidade do fluxo magnético no núcleo.Se o loop secundário for um caminho, a corrente secundária será gerada para completar a transferência de corrente no enrolamento secundário primário.Porém, quando a densidade do fluxo magnético no núcleo atinge o ponto de saturação, a variação de B com a corrente de excitação ou intensidade do campo magnético tende a ser insignificante.Ou seja, quando N, S e f são determinados, o potencial induzido secundário permanecerá basicamente inalterado, portanto a corrente secundária também permanecerá basicamente inalterada e as características de transmissão proporcional da corrente primária e secundária serão alteradas.Sabemos que a essência da saturação do TC é que a densidade do fluxo magnético B no núcleo de ferro é muito grande, o que excede o ponto de saturação.A quantidade de fluxo magnético no núcleo é determinada pelo tamanho da corrente que cria o fluxo magnético, ou seja, o tamanho da corrente de excitação Ie.Quando Ie é muito grande, a densidade do fluxo magnético é muito grande, o que fará com que o núcleo tenda a ficar saturado.Neste momento, a impedância de excitação do TC diminuirá significativamente, resultando no aumento adicional da corrente de excitação, o que agrava ainda mais o aumento do fluxo magnético e a saturação do núcleo de ferro. Este é realmente um ciclo vicioso.Como pode ser visto na Figura 1, a diminuição de Xe e o aumento de Ie se manifestarão como aumento do erro do transformador, de forma a afetar a operação normal.
A saturação do núcleo de ferro pode ser geralmente entendida de duas maneiras.Uma é a saturação de estado estacionário e a outra é a saturação transitória.Para a saturação em estado estacionário, podemos analisá-la com a ajuda da Figura 1.Como pode ser visto na figura, Ie e a corrente secundária Is são proporcionalmente shunt.Assumimos que a impedância de excitação Ze é constante.Quando a corrente primária aumenta devido a acidentes e outros motivos, ou seja, inevitavelmente aumentará proporcionalmente, de modo que o fluxo magnético do núcleo aumenta.Se a corrente for muito grande, também fará com que o Ie seja muito grande, o que entrará no ciclo acima e causará a saturação do transformador.A saturação transitória refere-se à saturação do transformador causada pelo componente transitório durante o estado transitório de falha.Sabemos que quando ocorre alguma falha, o volume elétrico não é abrupto.A ocorrência de quantidade de falta deve ser acompanhada por componente mais ou menos aperiódica.No entanto, o componente não periódico, especialmente o componente DC na corrente de falha, não pode ser transmitido entre o primeiro e o segundo transformador.Todas essas correntes aparecerão como correntes de excitação.Portanto, quando o acidente ocorrer acompanhado de um grande componente transitório, a corrente de excitação também aumentará, resultando na saturação do transformador.
