Ce factori cauzează eroarea transformatorului de curent?

1. Factori corelați
Caracteristicile materialelor de bază
Schimbarea neliniară a permeabilității magnetice: materialul miezului transformatorului de curent (cum ar fi tabla de oțel siliciu sau Permalloy) are o permeabilitate magnetică care nu este o constantă absolută. Permeabilitatea magnetică se modifică la diferite intensități ale câmpului magnetic. Când curentul primar este mare, rezultând o creștere a intensității câmpului magnetic în miez, permeabilitatea magnetică poate scădea. Această modificare neliniară va face ca densitatea de flux a transformatorului să nu mai mențină o relație liniară cu curentul primar, introducând astfel o eroare de raport (eroare de raport) și o eroare de unghi (eroare de fază). De exemplu, în condiții de curent ridicat, fenomenul de saturație magnetică a materialului miezului va determina scăderea permeabilității magnetice, astfel încât curentul secundar nu se poate schimba cu precizie proporțional cu curentul primar în funcție de raportul de transformare.
Influența pierderii de histerezis: Miezul va produce pierderi de histerezis sub acțiunea unui câmp magnetic alternativ. Pierderea de histerezis va face ca miezul să se încălzească și va cauza o relație de decalaj între intensitatea câmpului magnetic și densitatea fluxului magnetic. Acest lucru va afecta relația de fază dintre curentul secundar și curentul primar, rezultând o diferență de unghi. În același timp, prezența pierderii prin histerezis va consuma și energie într-o anumită măsură, afectând precizia transformatorului.
Structura de bază și procesul de producție
Influența formei și dimensiunii miezului: Forma (cum ar fi inelul, dreptunghiul etc.) și dimensiunea miezului au o influență importantă asupra performanței transformatorului. Dacă designul circuitului magnetic al miezului este nerezonabil, cum ar fi lungimea circuitului magnetic este prea mare sau aria secțiunii transversale este prea mică, rezistența magnetică va crește, rezultând o densitate neuniformă a fluxului magnetic, ceea ce va cauza erori. Pentru miezul inel, deși circuitul magnetic este închis și rezistența magnetică este mică, dacă raportul dintre diametrele interior și exterior ale miezului nu este adecvat, poate afecta și distribuția câmpului magnetic, provocând astfel erori.
Defecte în procesul de fabricație a miezului: în timpul procesului de fabricație a miezului, cum ar fi laminarea slabă a foilor de oțel siliconic, pot exista goluri de aer în interiorul miezului. Spațiul de aer va crește foarte mult rezistența magnetică, va crește scurgerea fluxului magnetic și va reduce precizia transformatorului. În plus, dacă miezul este afectat de solicitări mecanice în timpul procesării, proprietățile sale magnetice se vor modifica și ele, ducând la erori.
2. Factori de înfăşurare
Eroare de rotație a înfășurării: numărul de spire ale înfășurării primare și ale înfășurării secundare este determinat în funcție de raportul de transformare. În timpul procesului de fabricație, dacă există o eroare în numărul de spire, aceasta va afecta direct precizia raportului de transformare. De exemplu, dacă numărul de spire ale înfășurării secundare este mai mare decât valoarea de proiectare, curentul secundar va deveni mai mic, rezultând o diferență de raport; invers, dacă numărul de spire este mai mic decât valoarea de proiectare, curentul secundar va deveni mai mare, ceea ce va duce și la o diferență de raport. În plus, precizia numărului de spire ale înfășurării este, de asemenea, afectată de procesul de înfășurare. De exemplu, dacă există o eroare în numărul de spire în timpul procesului de înfășurare sau dacă există un scurtcircuit local în înfășurare, aceasta va provoca o eroare de rotație.
Rezistența înfășurării și reactanța de scurgere: rezistența înfășurării va produce o cădere de tensiune. Când trece curentul secundar, căderea tensiunii de rezistență va reduce tensiunea la capătul înfășurării secundare, afectând astfel mărimea curentului secundar și producând o diferență de raport. În același timp, reactanța de scurgere a înfășurării va provoca o diferență de fază între curentul secundar și curentul primar, provocând o diferență de unghi. În special în condiții de înaltă frecvență, efectul reactanței de scurgere va fi mai semnificativ, deoarece reactanța de scurgere este proporțională cu frecvența. Creșterea frecvenței va crește reactanța de scurgere, crescând astfel diferența de unghi.
Capacitate distribuită înfășurării: Există o capacitate distribuită între înfășurări și între înfășurări și miezul de fier. Când trece un curent de înaltă frecvență, capacitatea distribuită va genera un curent capacitiv, care va fi suprapus pe curentul inductiv al înfășurării secundare, modificând mărimea și faza curentului secundar, introducând astfel o eroare. Mai mult, dimensiunea capacității distribuite este, de asemenea, legată de factori precum geometria înfășurării și constanta dielectrică a materialului izolator.
3. Factori legati de conditiile de munca
Mărimea curentului primar și forma de undă
Influența mărimii curentului primar: Când curentul primar este prea mic sau prea mare, acesta va afecta precizia transformatorului. Când curentul primar este prea mic, densitatea fluxului magnetic în miez este scăzută, permeabilitatea magnetică este instabilă și se va genera o diferență mare de raport și diferență de unghi. Când curentul primar este prea mare, aproape sau depășește curentul nominal de saturație al transformatorului, miezul va fi saturat, ceea ce duce la imposibilitatea curentului secundar de a urmări cu exactitate modificările curentului primar, ceea ce duce la erori grave.
Influența formei de undă a curentului primar: Dacă curentul primar nu este o undă sinusoidală standard, de exemplu, conține componente armonice, miezul și înfășurarea transformatorului vor răspunde diferit la diferite componente de frecvență, ceea ce va cauza erori de măsurare. Pentru curenții care conțin armonici de ordin înalt, pierderea miezului va crește, iar reactanța de scurgere și capacitatea distribuită a înfășurării vor avea efecte diferite asupra diferitelor frecvențe, modificând astfel amplitudinea și faza curentului secundar și introducând erori.
Influența sarcinii secundare: sarcina secundară include impedanța echivalentă a dispozitivelor precum ampermetre, relee și contoare de energie conectate la înfășurarea secundară. Când impedanța de sarcină secundară este prea mare, conform legii lui Ohm, curentul secundar va scădea, rezultând o eroare de raport. În același timp, proprietățile sarcinii secundare (cum ar fi inductive, capacitive sau rezistive) vor afecta și faza curentului secundar și vor produce o eroare unghiulară. De exemplu, atunci când sarcina secundară este o sarcină inductivă, curentul secundar va rămâne în urmă fazei ideale, crescând eroarea unghiulară.