Περιγραφή
1. Τι είναι το ρεύμα εισόδου;
Το ρεύμα εισόδου, γνωστό και ως εισροή μαγνήτισης, αναφέρεται σε ένα στιγμιαίο υψηλό κύμα ρεύματος που συμβαίνει στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή τη στιγμή που ο μετασχηματιστής ενεργοποιείται χωρίς φορτίο (δηλαδή όταν το ένα τύλιγμα είναι συνδεδεμένο στην πηγή ισχύος και το άλλο τύλιγμα είναι ανοιχτό). Αυτό το ρεύμα κορυφώνεται πολύ ψηλά αρχικά αλλά διασπάται γρήγορα.
Το μέγεθος αυτού του ρεύματος είναι πολύ μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα του μετασχηματιστή, φτάνοντας μερικές φορές το 5 έως 15 φορές το ονομαστικό ρεύμα (για μεγάλους μετασχηματιστές, μπορεί να φτάσει ακόμη και έως και 20 φορές). Ωστόσο, η διάρκειά του είναι πολύ μικρή, συνήθως μειώνεται στο κανονικό ρεύμα χωρίς-φόρτιση (συνήθως μόνο 0,5% έως 2% του ονομαστικού ρεύματος) μέσα σε δεκάδες έως εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Με απλά λόγια, είναι σαν να ανοίγεις ξαφνικά τη βαλβίδα νερού μιας τεράστιας άδειας πισίνας: στην αρχή, υπάρχει ένα τεράστιο κύμα νερού, αλλά σταθεροποιείται γρήγορα. Το ρεύμα εισροής είναι αυτό το «τεράστιο κύμα νερού».
2. Τι προκαλεί το ρεύμα εισροής;
Η βασική αιτία του ρεύματος εισόδου περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση δύο βασικών παραγόντων:
- - Μαγνητικός κορεσμός του πυρήνα του μετασχηματιστή
- - Η τυχαιότητα της ροπής μεταγωγής (φάση τάσης)
3. Κύρια χαρακτηριστικά του ρεύματος εισόδου
- - Πολύ μεγάλο μέγεθος: Μπορεί να φτάσει 5-15 φορές το ονομαστικό ρεύμα.
- - Περιέχει μεγάλη ποσότητα μη-περιοδικών (DC) στοιχείων και υψηλότερων αρμονικών: Η κυματομορφή αποκλίνει σημαντικά από ένα ημιτονοειδές κύμα, λοξό προς τον άξονα του χρόνου, με υψηλή περιεκτικότητα σε δεύτερες αρμονικές. Αυτό το χαρακτηριστικό χρησιμοποιείται συχνά στην προστασία ρελέ για τη διάκριση μεταξύ ρεύματος εισροής και ρεύματος σφάλματος.
- - Ταχεία αποσύνθεση: Λόγω της αντίστασης στις περιελίξεις, το παροδικό στοιχείο DC αποσυντίθεται εκθετικά. Το ρεύμα εισροής γενικά διασπάται μέσα σε 0,1-0,5 δευτερόλεπτα. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του μετασχηματιστή, τόσο μεγαλύτερος μπορεί να είναι ο χρόνος αποσύνθεσης.
- - Αβεβαιότητα: Το μέγεθος του ρεύματος εισόδου εξαρτάται από τη φάση τάσης και τον υπολειπόμενο μαγνητισμό του πυρήνα τη στιγμή του κλεισίματος, και τα δύο είναι τυχαία. Επομένως, το μέγεθος και η κυματομορφή του ρεύματος εισροής μπορεί να ποικίλλει με κάθε κλείσιμο.
4. Επιπτώσεις του ρεύματος εισβολής και των αντίμετρων
Υπάρχοντα:
- - Μπορεί να προκαλέσει λανθασμένη λειτουργία της διαφορικής προστασίας μετασχηματιστή ή προστασίας από υπερένταση, που οδηγεί σε αστοχία κλεισίματος.
- - Δημιουργεί μεγάλες ηλεκτροδυναμικές δυνάμεις, οι οποίες μπορεί να παραμορφώσουν ή να καταστρέψουν τις περιελίξεις.
- - Προκαλεί πτώσεις τάσης στο ηλεκτρικό δίκτυο, επηρεάζοντας τη λειτουργία άλλου εξοπλισμού στον ίδιο δίαυλο.
Αντίμετρα:
- Τεχνολογία αναγνώρισης ρελέ: Χρησιμοποιώντας τη δυνατότητα ότι το ρεύμα εισόδου περιέχει μεγάλη ποσότητα δεύτερων αρμονικών, μπορεί να ρυθμιστεί μια «δεύτερη αρμονική συγκράτηση» σε διαφορική προστασία για την αποφυγή λανθασμένων αποκλίσεων.
- Έλεγχος της φάσης κλεισίματος (τεχνολογία συγχρονισμένης μεταγωγής): Κλείνοντας το διακόπτη στην κορυφή της τάσης με έναν έξυπνο διακόπτη, η αρχική σταθερή- ροή κατάστασης είναι μηδέν, γεγονός που μπορεί να ελαχιστοποιήσει το ρεύμα εισόδου.
- Κλείσιμο με αντίσταση σειράς: Πρώτα, συνδέστε το κύκλωμα μέσω μιας αντίστασης για να περιορίσετε το ρεύμα εισόδου και, στη συνέχεια, βραχυκυκλώστε-την αντίσταση με διακόπτη.
Επισκόπηση
Το ρεύμα εισόδου του μετασχηματιστή εμφανίζεται όταν το κύκλωμα είναι κλειστό σε δυσμενείς στιγμές, όπως στο σημείο διέλευσης μηδενικής τάσης-, σε συνδυασμό με υπολειπόμενο μαγνητισμό στον πυρήνα, με αποτέλεσμα μια παροδική μαγνητική ροή που υπερβαίνει κατά πολύ την κανονική τιμή, προκαλώντας βαθύ κορεσμό του πυρήνα και δημιουργώντας ένα στιγμιαίο τεράστιο ρεύμα. Είναι ένα εγγενές ηλεκτρομαγνητικό παροδικό φαινόμενο του μετασχηματιστή, όχι σφάλμα.
