Waarom mag de secundaire zijde van een stroomtransformator geen open-circuit hebben, terwijl een transformator onbelast- kan werken?

1. Waarom mogen stroomtransformatoren absoluut niet open- zijn?

Secundaire open-circuitconditie (gevaar!):

Wanneer het secundaire circuit open is, daalt de secundaire stroom I₂ onmiddellijk naar nul.

De primaire stroom I1 wordt echter bepaald door de hoofdlijnbelasting en blijft ongewijzigd.

Volgens de circuitwet van Ampere wordt, zonder het tegenwerkende effect van I₂N₂, het enorme magnetische potentieel I₁N₁ aan de primaire zijde volledig gebruikt om de kern te exciteren. Dit magnetische potentieel is honderden of zelfs duizenden keren groter dan tijdens normaal bedrijf.

De gevolgen zijn catastrofaal:

Er worden extreem hoge piekspanningen gegenereerd: de snel toenemende magnetische flux zorgt ervoor dat de kern snel verzadigt. Volgens de wet van Faraday van elektromagnetische inductie (E=-N dΦ/dt) wordt een extreem hoge spanning (met een piek van duizenden of zelfs tienduizenden volt) over de secundaire wikkelingsaansluitingen geïnduceerd. Dit is uiterst gevaarlijk, kan de isolatie aantasten en de veiligheid van apparatuur en personeel in gevaar brengen.

zw7-40-5-outdoor-vacuum-circuit-breaker-with8b180

Ernstige oververhitting van de kern:

Hoge verzadiging veroorzaakt enorme hysteresis- en wervelstroomverliezen, waardoor de kern intens verhit raakt en mogelijk de wikkelingsisolatie verbrandt.

Generatie van restmagnetisme, wat de nauwkeurigheid beïnvloedt:

Kernverzadiging produceert een aanzienlijk restmagnetisme, waardoor de verhoudingsfout en de fasehoekfout van de stroomtransformator toenemen, wat leidt tot een permanente verslechtering van de meetnauwkeurigheid.

Bedreiging voor de persoonlijke veiligheid: Hoge spanning kan boogontladingen genereren, waardoor elektrische schokken voor de operators kunnen ontstaan.

Conclusie: CT's werken op basis van het principe van "magnetische potentiaalbalans", met minimale magnetische flux tijdens normaal bedrijf. Een open circuit verstoort dit evenwicht, waardoor enorme energie naar de kern wordt geleid en hoge spanning en oververhitting worden veroorzaakt.

Impact op de meetnauwkeurigheid: Zelfs als er geen onmiddellijke schade is na het openen van het circuit, kan ernstige verzadiging restmagnetisme in de kern veroorzaken, waardoor de verhoudings- en hoekfouten van de CT toenemen en de meetnauwkeurigheid permanent wordt verminderd.

2. Waarom kan een transformator onbelast werken?

Samenvattend: de energievraag wordt bepaald door de belasting, en de vraag is extreem laag als er geen belasting is toegepast.

Tijdens normaal bedrijf:

Tijdens onbelaste werking (open circuit secundaire zijde) blijft de magnetische hoofdflux Φ_m constant.

Om deze constante magnetische flux te behouden, trekt de primaire zijde slechts een kleine nul-belastingsstroom (excitatiestroom) van het elektriciteitsnet, doorgaans slechts 2%-8% van de nominale stroom.

Deze nul-stroom wordt alleen gebruikt om het magnetische veld tot stand te brengen (magnetische flux te genereren) en ijzerverliezen te compenseren. Het energieverbruik is minimaal en vormt geen risico voor de transformator. Dit is een normale en veilige ontwerpbedrijfstoestand voor de transformator.

Conclusie

Stroomtransformatoren zijn gevoelig voor open circuits omdat hun constante stroombronkarakteristieken magnetische fluxverzadiging kunnen veroorzaken, wat kan leiden tot hoge spanning en oververhitting.

Transformatoren zijn gevoelig voor kortsluiting, maar onbelaste werking is volkomen normaal omdat hun constante spanningsbronkarakteristieken zorgen voor een stabiele magnetische flux, waarbij slechts een kleine bekrachtigingsstroom nodig is bij onbelaste- belasting.

LZZBJ4-35 stroomtransformator

LZZBJ4-35 stroomtransformatorgeproduceerd doorShaanxi West Power Tongzhong Electrical Co., Ltd.is een soort sensor die wordt gebruikt om grote stromen te meten, voornamelijk gebruikt in onderstations, energiesystemen en elektrische apparatuur, enz. De transformator maakt gebruik van een gelijkstroomtransformator van het magnetische kerntype, die wordt gekenmerkt door hoge lineariteit, sterk anti-interferentievermogen, klein volume, eenvoudige structuur, enz., en het is een soort zeer dure-effectieve stroomtransformator.

lzzbj4-35-current-transformer