آیا خطای اندازه گیری ترانسفورماتور جریان در طول زمان تغییر می کند؟

طبقه بندی خطاها: خطای ترانسفورماتور جریان معمولاً به اختلاف نسبت (اختلاف نسبت) و اختلاف فاز (تفاوت زاویه) تقسیم می شود. اختلاف نسبت به تفاوت بین مقدار اندازه گیری شده جریان ثانویه ضرب در نسبت جریان نامی و جریان اولیه واقعی، به عنوان درصدی از جریان دوم اشاره دارد. اختلاف زاویه به زاویه بین فازور جریان ثانویه و فازور جریان اولیه پس از چرخش 180 درجه اشاره دارد که به عنوان خطای زاویه نیز شناخته می شود و تصریح می کند که وقتی فازور جریان ثانویه فازور جریان اولیه را هدایت می کند، خطا مثبت و در غیر این صورت منفی است. .
عواملی که باعث تغییر خطا در طول زمان می شوند:
I. عوامل داخلی:
1. تغییرات در ویژگی های مغناطیسی هسته: هسته ترانسفورماتور جریان ممکن است ویژگی های مغناطیسی خود را به دلیل تأثیر میدان مغناطیسی در استفاده طولانی مدت تغییر دهد. این امر باعث می شود که نفوذپذیری مغناطیسی هسته تغییر کند و در نتیجه بر نسبت تبدیل و اختلاف فاز ترانسفورماتور جریان تأثیر بگذارد و باعث افزایش خطا شود. به عنوان مثال، در برخی از ترانسفورماتورهای جریان قدیمی، به دلیل تأثیر طولانی مدت جریان زیاد بر روی هسته، ویژگی های مغناطیسی ممکن است به طور قابل توجهی تغییر کند و در نتیجه خطاهای اندازه گیری افزایش یابد.
2. تغییرات در پارامترهای سیم پیچ: پارامترهای سیم پیچ ترانسفورماتور جریان مانند مقاومت و اندوکتانس نیز ممکن است در طول زمان تغییر کنند. این ممکن است به دلیل پیری سیم پیچ، کاهش عملکرد عایق، و غیره باشد. تغییرات در پارامترهای سیم پیچ باعث تغییر در ولتاژ خروجی ثانویه و جریان ترانسفورماتور جریان می شود و در نتیجه بر خطای اندازه گیری تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، هنگامی که مقاومت سیم پیچ افزایش می یابد، جریان خروجی ثانویه کاهش می یابد و در نتیجه اختلاف نسبت افزایش می یابد.
3. تخریب عملکرد عایق: عملکرد عایق ترانسفورماتور جریان برای عملکرد عادی آن ضروری است. اگر عملکرد عایق کاهش یابد، ممکن است مشکلاتی مانند تخلیه جزئی در ترانسفورماتور جریان ایجاد کند و در نتیجه دقت اندازه گیری را تحت تأثیر قرار دهد. علاوه بر این، کاهش عملکرد عایق همچنین ممکن است باعث خرابی اتصال کوتاه ترانسفورماتور جریان شود که بر خطای اندازه گیری تأثیر بیشتری می گذارد. به عنوان مثال، در برخی از محیط های مرطوب، عملکرد عایق ترانسفورماتور جریان ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد و در نتیجه خطاهای اندازه گیری افزایش یابد.
2. عوامل خارجی:
1. بزرگی و تغییر جریان اولیه: وقتی جریان اولیه کم باشد، خطای ترانسفورماتور جریان ممکن است نسبتاً زیاد باشد. این به این دلیل است که در مورد جریان های کوچک، چگالی شار مغناطیسی هسته کم است و قسمت غیر خطی منحنی مغناطیسی تأثیر قابل توجهی بر خطا دارد. علاوه بر این، تغییرات در جریان اولیه نیز بر روی خطا تأثیر خواهد داشت. به عنوان مثال، هنگامی که جریان اولیه به طور ناگهانی افزایش یا کاهش می یابد، ترانسفورماتور جریان ممکن است به موقع پاسخ ندهد و در نتیجه خطای اندازه گیری افزایش یابد. در سیستم قدرت، بزرگی و تغییر جریان اولیه اجتناب ناپذیر است، بنابراین این عامل مهمی است که باعث می شود خطای اندازه گیری ترانسفورماتور جریان در طول زمان تغییر کند.
2. تغییرات بارهای ثانویه: بارهای ثانویه ترانسفورماتور جریان شامل کابل های اتصال، ابزار اندازه گیری، رله ها و غیره می باشد. در صورت تغییر بار ثانویه مانند افزایش طول کابل اتصال، تغییر در مقاومت داخلی ابزار اندازه گیری و غیره، جریان و ولتاژ خروجی ثانویه تغییر می کند، بنابراین بر خطای اندازه گیری تأثیر می گذارد. علاوه بر این، ضریب توان بار ثانویه نیز بر خطا تأثیر خواهد گذاشت. به عنوان مثال، زمانی که ضریب توان بار ثانویه کم است، اختلاف زاویه ای ترانسفورماتور جریان ممکن است افزایش یابد.
3. تأثیر دمای محیط: تغییرات دمای محیط بر عملکرد ترانسفورماتور جریان تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، هنگامی که دمای محیط افزایش می یابد، نفوذپذیری مغناطیسی هسته کاهش می یابد و در نتیجه نسبت تبدیل و اختلاف فاز ترانسفورماتور جریان تغییر می کند و در نتیجه بر خطای اندازه گیری تأثیر می گذارد. علاوه بر این، تغییرات دمای محیط نیز ممکن است باعث تغییر در مقاومت و اندوکتانس سیم‌پیچ شود که بر خطای اندازه‌گیری تأثیر بیشتری می‌گذارد. در برخی شرایط محیطی شدید مانند دمای بالا، دمای پایین، رطوبت و غیره، خطای اندازه گیری ترانسفورماتور جریان ممکن است به طور قابل توجهی افزایش یابد.
4. تغییرات فرکانس سیستم: اگرچه فرکانس سیستم به طور کلی بسیار کم تغییر می کند و تاثیر آن بر خطا را می توان نادیده گرفت، اما در برخی موارد خاص مانند زمانی که سیستم قدرت از کار می افتد، فرکانس سیستم ممکن است به طور قابل توجهی تغییر کند. تغییرات فرکانس بر تلفات هسته، چگالی شار مغناطیسی و راکتانس نشتی سیم پیچ تأثیر می گذارد و همچنین بر مقدار راکتانس بار ثانویه تأثیر می گذارد که به نوبه خود بر خطای ترانسفورماتور جریان تأثیر می گذارد.
3. روش های کاهش تغییر خطا در طول زمان:
1. انتخاب یک ترانسفورماتور جریان مناسب: هنگام انتخاب ترانسفورماتور جریان، لازم است مدل و مشخصات مناسب بر اساس الزامات اندازه گیری واقعی و محیط استفاده انتخاب شود. به عنوان مثال، برای مواردی که نیاز به دقت اندازه گیری بالا دارند، می توان ترانسفورماتور جریان با سطح دقت بالاتر را انتخاب کرد. برای اندازه گیری جریان زیاد، ترانسفورماتور جریان با نسبت بزرگتر را می توان انتخاب کرد. علاوه بر این، عواملی مانند مواد هسته، ساختار سیم پیچ و عملکرد عایق ترانسفورماتور جریان باید در نظر گرفته شود تا از عملکرد و پایداری خوب آن اطمینان حاصل شود.
2. کالیبراسیون و نگهداری منظم: به منظور اطمینان از دقت اندازه گیری و عملکرد ترانسفورماتور جریان، نیاز به کالیبره و نگهداری منظم دارد. چرخه کالیبراسیون به طور کلی 1-3 سال است و چرخه کالیبراسیون خاص را می توان بر اساس عواملی مانند محیط استفاده و دفعات استفاده تعیین کرد. محتوای تأیید شامل تشخیص شاخص هایی مانند اختلاف نسبت، اختلاف زاویه و چندگانه اشباع است. از نظر تعمیر و نگهداری، تمیز و خشک نگه داشتن ترانسفورماتور جریان برای جلوگیری از تداخل میدان های مغناطیسی خارجی ضروری است. علاوه بر این، برای اطمینان از تماس خوب، لازم است به طور مرتب اتصال بارهای ثانویه مانند کابل های اتصال و ابزار اندازه گیری را بررسی کنید.
3. اقدامات جبرانی: به منظور کاهش خطای اندازه گیری ترانسفورماتور جریان می توان اقدامات جبرانی انجام داد. به عنوان مثال، مواد مغناطیسی مناسب را به مواد هسته اضافه کنید تا نفوذپذیری مغناطیسی هسته را افزایش دهید و تأثیر بخش غیر خطی منحنی مغناطیسی را بر خطا کاهش دهید. برای جبران اندوکتانس بار ثانویه و کاهش اختلاف زاویه، یک خازن مناسب را به صورت موازی در سمت ثانویه وصل کنید. علاوه بر این، از فناوری پردازش سیگنال دیجیتال می توان برای پردازش و جبران سیگنال خروجی ترانسفورماتور جریان برای بهبود دقت اندازه گیری استفاده کرد.
4. بهینه سازی محیط کاربری: به منظور کاهش تأثیر دمای محیط بر ترانسفورماتور جریان می توان اقداماتی را برای بهینه سازی محیط استفاده انجام داد. به عنوان مثال، هنگام نصب ترانسفورماتور جریان، سعی کنید مکانی را انتخاب کنید که تغییر دما کمتری داشته باشد. در یک محیط با دمای بالا، اقدامات اتلاف گرما را می توان اتخاذ کرد، مانند نصب رادیاتور، تجهیزات تهویه و غیره. در یک محیط با دمای پایین، می توان اقدامات عایق مانند بسته بندی مواد عایق و غیره را اتخاذ کرد. علاوه بر این، باید مراقب بود که ترانسفورماتور جریان تحت تأثیر رطوبت، خوردگی و عوامل دیگر قرار نگیرد.