Как магнетизирането на ядрото причинява фалшиво изключване на релето

Въведение

Сред режимите на неизправност, които водят до неправилна работа на защитните релета в промишлени инсталации за средно напрежение, реманентността на сърцевината - остатъчният магнитен поток, който остава блокиран в желязната сърцевина на токов трансформатор след спиране на първичния ток - е най-систематично неразбираемата и най-често погрешно диагностицираната. Когато в дадена промишлена инсталация се получи фалшиво изключване на защитата, което не може да се свърже с действителна повреда, разследването обикновено се фокусира върху настройките на релето, хардуера на релето и окабеляването на вторичната верига. Сърцевината на токоизправителя се изследва рядко. И все пак в значителна част от необяснимите фалшиви изключвания - особено тези, които се случват по време на включване на трансформатор, пускане на двигател или повторно включване на верига след повреда - основната причина е реманентният поток на ядрото на токовия генератор и никаква корекция на настройките на релето няма да предотврати повторното възникване на повредата, докато не се установи и коригира състоянието на реманентност.

Прекият отговор е следният: Остатъчният магнитен поток, който остава в сърцевината на токовия генератор след повреда или излагане на постоянен ток, измества работната точка на сърцевината на кривата на намагнитване B-H, което кара токовия генератор да се насити по-рано и по-силно по време на следващия преходен процес на захранване - създавайки изкривена вторична форма на тока, която съдържа големи постоянни компенсиращи и хармонични компоненти, които дъгозащитните и свръхтоковите релета интерпретират като сигнали за ток на повреда, задействайки решение за задействане на верига, която работи нормално.

За инженерите по защита на промишлени инсталации, екипите по поддръжка на средно напрежение и специалистите по системи за дъгова защита, които отстраняват неизяснени релейни операции, това ръководство предоставя пълното техническо обяснение за това как се развива реманентността на сърцевината, как тя причинява фалшиви изключвания и как да се диагностицират, коригират и предотвратяват предизвиканите от реманентността откази на защитата.

Съдържание

• Какво представлява реманентността на ядрото на КТ и как се проявява в системите за средно напрежение на промишлени предприятия?
• Как остатъчното състояние на ядрото причинява насищане на CT и фалшиво задействане на релето?
• Как да диагностицираме фалшивите изключвания, предизвикани от реманенция, в системите за защита на промишлени инсталации?
• Как да коригираме повторната поява на ядрото на КТ и да предотвратим повторната поява в системите за защита от дъга при средно напрежение?
• Често задавани въпроси за остатъка от ядрото на томографа и фалшивото задействане на релето в промишлени инсталации

Какво представлява реманентността на ядрото на КТ и как се проявява в системите за средно напрежение на промишлени предприятия?

Желязната сърцевина на токовия трансформатор е феромагнитен материал, чието магнитно поведение се описва от кривата на намагнитване b-h - зависимостта между плътността на магнитния поток B в сърцевината и приложената към нея сила на намагнитване H. Кривата B-H на феромагнитния материал не е проста линейна зависимост - тя е хистерезисна, което означава, че плътността на потока в сърцевината зависи не само от текущата намагнитваща сила, но и от историята на предишното намагнитване¹.

Когато намагнитващата сила H се сведе до нула - когато първичният ток спре - плътността на потока B не се връща към нула. Тя остава с остатъчна стойност, наречена реманентна плътност на потока Br, която може да достигне до 70-80% от плътността на потока на насищане Bsat за ориентираната по зърната силициева стомана, използвана в ядрата на компютърните томографи². Този остатъчен поток - реманентността - е заключен в структурата на магнитния домейн на ядрото и се запазва за неопределено време, докато не бъде умишлено премахнат чрез размагнитване или презаписан от достатъчно голяма противоположна магнетизираща сила.

Механизми за развитие на остатъчно напрежение в системи средно напрежение на промишлени предприятия

Системите за средно напрежение в промишлените предприятия излагат ядрата на токовите съединения на условия на реманентност много по-често, отколкото конвенционалните разпределителни системи, тъй като комбинацията от големи натоварвания на двигателите, чести повреди и работа на системата за защита от дъга създава последователност от токови условия, които систематично водят ядрата на токовите съединения към състояния на висока реманентност.

Механизъм 1: Асиметричен ток на повреда DC Offset

Най-значимият източник на ремантност в CT инсталации на промишлени предприятия. При възникване на повреда в система средно напрежение, токът на повредата съдържа постояннотокова компонента, чиято големина зависи от точката на вълната, в която започва повредата, и от съотношението x/r на системата³:

$i_{fault}(t) = I_{peak} \пъти \лево[\син(\omega t + \phi) - \син(\phi) \пъти e^{-t/\tau}\право]$

Къде: $\phi$ е ъгълът на възникване на повредата и $\тау = L/R$ е времеконстантата за постоянен ток. За промишлени системи средно напрежение със съотношения X/R от 15-30 времеконстантата за постоянен ток е 48-95 ms, което означава, че компонентата на постояннотоковото отместване се запазва за 5-10 цикъла на честотата на захранване, преди да намалее до незначителни нива.

Постояннотоковата компонента на тока на повредата води до прогресивно увеличаване на работната точка на ядрото на CT към насищане в една посока на кривата B-H. Когато повредата се отстрани от защитното реле - обикновено в рамките на 60-200 ms - постояннотоковият поток остава в сърцевината като реманенция. Големината на реманентния поток зависи от големината на постояннотоковото отместване и от времето за отстраняване на повредата:

$B_{remanent} \approx B_{sat} \ пъти \лево(1 - e^{-t_{clearing}/\tau_{core}}\дясно) \ пъти \sin(\phi)$

За най-лошия възможен ъгъл на възникване на повредата ($\phi$ = 90°) с време за изчистване 100 ms, реманентният поток може да достигне 60-75% от Bsat.

Механизъм 2: Постояннотоков ток на задействане на релето за защита

Релетата за защита от дъга и някои релета за свръхток използват постоянен ток на изключвателната бобина, за да задействат механизмите за изключване на прекъсвачите. Когато токът на изключвателната бобина преминава през вторичната верига на токоизправителя - което може да се случи чрез индуктивно свързване или чрез общи заземителни връзки в някои конфигурации на окабеляване на промишлени инсталации - той прилага постояннотокова магнетизираща сила към ядрото на токоизправителя, която го привежда в състояние на рестабилитация, независимо от състоянието на първичния ток.

Механизъм 3: Пусков ток на трансформатора

Когато трансформатор за средно напрежение е включен под напрежение, пусковият ток съдържа голям компонент на постояннотоково отместване, който може да се задържи за 0,5-2 секунди - много по-дълго от постояннотоковото отместване на тока на повреда. За ТТ, инсталирани на първичния фидер на трансформатора, това продължително излагане на постоянен ток довежда сърцевината до нива, близки до нивата на пренасищане. Ако впоследствие трансформаторът бъде изключен и отново включен - често срещано явление по време на пускането в експлоатация и поддръжката на промишлени инсталации - ядрото на токовия изпускател натрупва реманентност от всяко събитие на включване.

Механизъм 4: Изпитване на вторичната верига с източници на постоянен ток

Изпитването на изолационното съпротивление на вторичните вериги на токоизправителите с помощта на 500 V или 1000 V мегаомметър за постоянен ток подава постоянно напрежение върху вторичната намотка на токоизправителя. Ако вторичната намотка не е късо съединена по време на изпитването на ИЧ - често срещана грешка при изпитването - постояннотоковото изпитвателно напрежение прокарва магнетизиращ ток през сърцевината на КТ, оставяйки състояние на реманентен поток, което може да не бъде разпознато като артефакт от изпитването.

Ключови технически параметри, определящи реманентността на ядрото на компютърната томография:

Параметър	Определение	Типична стойност	Въздействие върху ефективността
Плътност на реманентния поток (Br)	Остатък B, когато H = 0	0.8-1.4 T (60-80% от Bsat)	Изместване на работната точка към насищане
Плътност на потока на насищане (Bsat)	Максимална стойност на B при висока стойност на H	1,8-2,0 T за силициева стомана	Определя праг на настъпване на насищане
Принудителна сила (Hc)	H, необходим за свеждане на B до нула	10-50 A/m за стомана с ядро CT	Определя необходимия ток на размагнитване
Постоянна времева константа (τ)	L/R на веригата на тока на повредата	20-100 ms за системи НН	Определя продължителността на постояннотоковото отместване
Коефициент на реманентност (Kr)	Br/Bsat	0,6-0,8 за стандартни CT ядра	iec 61869-2 определя Kr ≤ 0,1 за ядра от клас PR
Приложим стандарт	IEC 61869-2 Клас PR	Спецификация на ядрото, защитено от реманенция	Kr ≤ 0,1, постигнато чрез въздушна междина в сърцевината

Как остатъчното състояние на ядрото причинява насищане на CT и фалшиво задействане на релето?

Пътят от реманентност на сърцевината до фалшиво задействане на релето включва специфична последователност от електромагнитни събития, които се случват през първите няколко цикъла на потока на първичния ток след установяване на реманентното състояние - обикновено по време на включване на трансформатор, пускане на двигател или повторно включване на верига след отстраняване на повреда.

Последователност от реманенция до насищане

Етап 1: Реманентният поток установява изместена работна точка

След повреда в сърцевината на токовия генератор се запазва реманентен поток Br. На кривата B-H работната точка на сърцевината е (H=0, B=Br) - изместена от началото с реманентния поток. Наличната амплитуда на потока преди насищане сега е:

$\Delta B_{available} = B_{sat} - B_{remanent}$

За ядро с Bsat = 1,9 T и Bremanent = 1,3 T (68% от Bsat) наличният колебателен поток е само 0,6 T - в сравнение с 1,9 T за напълно размагнитено ядро. Способността на ТТ да възпроизвежда точно първичния ток е пропорционална на наличната люлка на потока - сърцевина с 68% реманентност има на разположение само 32% от нормалния си капацитет на потока за точно възпроизвеждане на тока.

Етап 2: Преходният процес на захранване довежда ядрото до насищане

Когато веригата се включва отново - включване на трансформатор, стартиране на двигател или повторно включване след отстраняване на повреда - първичният ток съдържа асиметрична компонента с постояннотоково отместване. Постояннотоковото отместване задвижва потока в сърцевината в същата посока като реманентността (в най-лошия случай, когато полярността на реманентността съвпада с посоката на постояннотоковото отместване). Ядрото достига насищане само след част от първия полуцикъл:

$t_{saturation} = \frac{B_{sat} - B_{remanent}}{dB/dt_{normal}}$

При сърцевина с реманентност 68% насищането настъпва приблизително 3 пъти по-рано, отколкото при напълно демагнетизирана сърцевина - потенциално в рамките на първата четвърт на преходния процес на захранване.

Етап 3: Наситената КТ произвежда изкривена вторична форма на вълната

Когато сърцевината на ТТ се насити, намагнитващата индуктивност се срива - сърцевината вече не може да поддържа нарастващ поток и първичният ток вече не се възпроизвежда във вторичната намотка. Вместо това вторичният ток рязко спада към нула, докато първичният ток продължава да тече. Формата на вторичната вълна става силно изкривена - съдържа големи пикове по време на ненаситените части на всеки цикъл и почти нулев ток по време на наситените части.

Изкривената вторична форма на вълната съдържа:

• Голям DC компонент: От асиметричния модел на насищане - КТ се насища по-силно на единия полуцикъл, отколкото на другия
• Голямо съдържание на нечетни хармоници: 3-ти, 5-ти, 7-ми хармоници от изрязаната форма на вълната
• Високи преходни процеси di/dt: Бързи преходи на тока на границата между наситените и ненаситените области

Етап 4: Изкривеният вторичен ток предизвиква фалшиво изключване на релето

Изкривената форма на вторичния ток се представя на релето за защита като измерен първичен ток. Реакцията на релето зависи от неговия алгоритъм за измерване:

• Реле за защита от дъга (откриване на светлина + ток): Релетата за защита от дъга използват моментално измерване на тока - те реагират на пика на вълната на вторичния ток. Високоамплитудните пикове в изкривената форма на вторичната вълна на ТТ по време на ненаситените части на всеки цикъл могат да надхвърлят прага на тока на релето за дъгова защита, което води до решение за изключване, въпреки че не съществува дъгова повреда
• Моментно реле за свръхток (50 елемента): Реагира на пиковия вторичен ток - пиковете на изкривената форма на вълната могат да надхвърлят прага на моментното приемане, което води до фалшиво моментно изключване
• Реле за претоварване по ток (51 елемент): Реагира на средноквадратичен ток - изкривената форма на вълната е с повишено средноквадратично съдържание, което може да надхвърли прага на приемане и да инициира преминаване към изключване с отложено във времето действие
• Диференциално реле (87 елемента): Диференциалното реле сравнява вторичните токове от токоизправителите от двете страни на защитеното оборудване; ако само един токоизправител е засегнат от реманентност, диференциалният ток по време на включване на захранването съдържа голям компонент от асиметрията на насищане, предизвикана от реманентност, който потенциално превишава прага на работа на диференциалното реле

Математическата връзка между реманентния поток и вероятността за лъжливо сработване:

$P_{false,trip} \propto \frac{B_{remanent}}{B_{sat} - B_{remanent}} \times \frac{I_{DC,offset}}{I_{rated}} \times \frac{1}{t_{relay,pickup} \times f}$

Тази зависимост показва, че вероятността за фалшиво сработване се увеличава с нивото на реманентност, с големината на постояннотоковото отместване и със скоростта на релето - това обяснява защо релетата за защита от дъга (най-бързо време на работа: 5-10 ms) са най-уязвими към фалшиви сработвания, предизвикани от реманентност.

Случай на клиент - подстанция 11 kV за промишлени предприятия, автомобилно производство, Централна Европа:
Инженер по защитата в завод за производство на автомобили се свързва с Bepto Electric, след като в рамките на 14 месеца преживява седем необясними задействания на релето за защита от дъга - всички те се случват в рамките на първите 100 ms от включването на трансформатор с мощност 2 MVA, захранващ вентилационната система на бояджийницата. Всяко фалшиво сработване е довело до спиране на производствената линия, което е струвало приблизително 45 000 евро на събитие. Осцилографският анализ на релето за дъгова защита след събитието показа, че релето е открило както светлина (от коронен разряд върху втулката на трансформатора по време на включване), така и свръхток - елементът за свръхток е работил с изкривена форма на вторичния ток с пикове 3,2 пъти над прага на тока на релето. Изпитването на кривата на възбуждане на КТ показа, че трите КТ на първичния фидер на трансформатора са имали нива на реманентния поток съответно 71%, 68% и 74% от Bsat - натрупани от предишните шест повреди на фидера през предходните три години. Демагнетизирането на трите токоизправителя намали реманентния поток до под 5% от Bsat. През 18-те месеца след демагнетизирането на захранващия трансформатор са възникнали нула фалшиви сработвания на дъговата защита. Инженерът по защита заяви: “Седем фалшиви задействания, седем спирания на производството и обща загуба от над 300 000 евро - всичко това е причинено от остатъчен магнетизъм в три ядра на компютърна томография, чието размагнитване отнема четири часа. Релето за защита от волтова дъга работеше точно както беше проектирано. Томографът му е давал невярна информация.”

Как да диагностицираме фалшивите изключвания, предизвикани от реманенция, в системите за защита на промишлени инсталации?

Фалшивите сработвания, предизвикани от реманенция, дават характерен диагностичен подпис, който ги отличава от другите причини за фалшиви сработвания - грешки в настройката на релето, повреди във вторичната верига и истински повреди. Методологията за диагностика следва структурирана последователност, която преминава от анализ на събитията към тестване на КТ и потвърждение.

Стъпка 1: Анализ на записа на фалшивото събитие на пътуването

Записът на събитията на релето за защита и осцилографското заснемане предоставят първите диагностични доказателства:

• Времева корелация: Фалшивите изключвания, предизвикани от реманентност, се появяват в рамките на първите 1-5 цикъла на протичане на първичния ток - по време на включване на трансформатора, пускане на двигателя или повторно включване. Малко вероятно е фалшиво сработване, което се появява след повече от 200 ms след включване на веригата, да е предизвикано от реманенция.
• Форма на вълната на вторичния ток: Индуцираното от реманса насищане създава характерна асиметрична форма на вълната - големи пикове на единия полуцикъл, потисната или изрязана форма на вълната на другия полуцикъл. Симетричната изкривена форма на вълната предполага друга причина
• Постояннотоков компонент във вторичния ток: Индуцираното от реманенцията насищане създава значителна постояннотокова компонента във формата на вълната на вторичния ток - видима в осцилографското заснемане като форма на вълната, която не пресича нулата симетрично
• Корелация с предишни събития, свързани с неизправности: Преглед на историята на събитията на релето за защита за периода от 6 до 12 месеца преди фалшивото сработване - реманентността се натрупва от събитията, свързани с неизправности; фалшиво сработване след период на повишена честота на неизправностите е съвместимо с реманентността като причина

Стъпка 2: Извършване на тест на кривата на възбуждане на CT

Тестът за кривата на възбуждане е окончателната диагностика за ремантност на ядрото на КТ:

1. Изключване на захранването и изолиране на ТТ: Изпитването на кривата на възбуждане изисква ТТ да бъде изключен от захранването и първичната верига да бъде отворена.
2. Приложете променливо напрежение към вторичната намотка: Увеличете променливото напрежение от нула до напрежението в точката на коляното, докато измервате тока на намагнитване; начертайте графиката B (пропорционално на приложеното напрежение) спрямо H (пропорционално на тока на намагнитване)
3. Сравнете с фабричния сертификат за изпитване: Засегнатият от реманентност КТ показва изместена крива на възбуждане - точката на коляното се появява при по-ниско приложено напрежение от стойността на фабричния сертификат, а токът на намагнитване в точката на коляното е по-висок от фабричната стойност
4. Изчисляване на нивото на реманентност: Изместването на напрежението в точката на коляното на кривата на възбуждане от фабричната стойност дава възможност да се оцени нивото на реманентния поток:

$B_{remanent} \approx B_{sat} \пъти \лево (1 - \фрак{V_{коляно,измерено}}{V_{коляно,фабрика}}\права)$

Стъпка 3: Потвърждаване с измерване на потока на постоянен ток

За окончателно измерване на реманентността методът на постояннотоковия поток осигурява директно измерване на плътността на реманентния поток:

1. Приложете известен импулс на постоянен ток към вторичната намотка в посока, която би довела ядрото до положително насищане.
2. Измерване на промяната в потока от състояние на постоянен ток до насищане с помощта на интегратор на потока (измерване на волтаж в секунда)
3. Повторете в отрицателна посока, за да измерите промяната на потока от реманентно състояние до отрицателно насищане
4. Изчисляване на ремантността: Асиметрията между положителните и отрицателните промени на потока директно определя количествено реманентния поток:

$B_{постоянно} = \frac{(\Delta\Phi_{положително} - \Delta\Phi_{отрицателно})}{2 \ пъти A_{core}}$

Къде: $A_{core}$ е площта на напречното сечение на ядрото на КТ от сертификата за фабрично изпитване.

Матрица за диагностично решение

Наблюдение	Индикации за остатъчност	Алтернативна причина
Фалшиво сработване в рамките на първите 3 цикъла на включване	Силен индикатор	—
Асиметрична вторична форма на вълната с постояннотоков компонент	Силен индикатор	Насищане на CT от свръхток
Фалшиво задействане след предишна история на събитията за неизправност	Силен индикатор	—
Изместена точка на коляното на кривата на възбуждане	Потвърдено	Повреда на ядрото (ако смяната е >20%)
Фалшиво задействане по всяко време, симетрична форма на вълната	Слаб индикатор	Настройка на релето, повреда на вторичната верига
Фалшиво задействане без предишна история на неизправностите	Слаб индикатор	Хардуер на релето, грешка в настройките
Релето работи само при откриване на светлина (дъгово реле)	Не е реманентност	Външна корона, дъгова светкавица

Как да коригираме повторната поява на ядрото на КТ и да предотвратим повторната поява в системите за защита от дъга при средно напрежение?

Процедура за размагнитване на ядрото на компютърната томография

Размагнитването на сърцевината на КТ - контролираното отстраняване на реманентния поток чрез циклично преминаване на сърцевината през все по-малки хистерезисни цикли, докато работната точка се върне в началото на кривата B-H - е окончателната корекция на фалшивите изключвания, предизвикани от реманентността. Процедурата изисква КТ да бъде изключен от захранването и изолиран, но не изисква отстраняване от инсталацията.

Метод за намаляване на променливото напрежение (препоръчителен):

1. Свържете променлив автотрансформатор към вторичната намотка на CT с отворена първична верига; свържете последователно резистор за ограничаване на тока, за да предотвратите прекомерен магнетизиращ ток.
2. Увеличаване на променливото напрежение до 120% от напрежението в точката на коляното на КТ - това довежда ядрото до насищане и в двете посоки при всеки цикъл, създавайки голям симетричен хистерезисен контур, който презаписва реманентния поток.
3. Бавно намаляване на променливото напрежение до нула със скорост приблизително 5% в секунда - това постепенно намалява размера на хистерезисната верига, като същевременно запазва симетрията, връщайки работната точка обратно към началото на кривата B-H
4. Проверете размагнитването: Повторете теста на кривата на възбуждане - напрежението в точката на коляното трябва да съответства на фабричната стойност на сертификата за изпитване в рамките на ±5%; токът на намагнитване в точката на коляното трябва да съответства на фабричната стойност в рамките на ±10%
5. Документирайте размагнитването: Запишете кривата на възбуждане преди размагнитването, параметрите на процедурата за размагнитване и кривата на възбуждане след размагнитването в протокола за поддръжка на КТ.

Метод за обръщане на постоянния ток (алтернативен):

За токоизправители, при които достъпът на променливо напрежение до вторичната намотка е затруднен, методът за обръщане на постоянния ток прилага серия от постоянни токови импулси с променлива полярност и постепенно намаляваща големина - постига се същото прогресивно намаляване на хистерезисния контур, както при метода с променливо напрежение.

Превенция: Определяне на ядрата на компютърната томография, защитени от остатъчно действие

За нови инсталации на токоизправители в приложения за защита от дъга в промишлени инсталации, при които е известен рискът от фалшиви изключвания, предизвикани от реманенция, посочете сърцевините IEC 61869-2 Class PR (Remanence Protected):

• Определение за клас PR: Коефициент на реманентност Kr = Br/Bsat ≤ 0,10 - максимален 10% реманентен поток след всяка история на намагнитване⁴
• Как се постига: В магнитната верига на ядрото на КТ се въвежда малка въздушна междина; въздушната междина съхранява енергия, която принуждава потока да се върне към нула, когато се премахне намагнитващата сила, ограничавайки реманентността до ≤10% от Bsat
• Компромис: Въздушната междина намалява индуктивността на магнитопровода, увеличавайки тока на намагнитване и леко намалявайки точността при ниски първични токове; ядрата от клас PR обикновено се определят само за приложения за защита, а не за измерване на приходи.
• Приложение: Задължителна спецификация за всички CT ядра, свързани към релета за защита от дъга в промишлени инсталации за средно напрежение със съотношение X/R над 10

Превантивни мерки на системно ниво

Освен спецификацията на ядрото на CT, мерките на системно ниво намаляват степента на натрупване на реактивност в системите за защита от дъга на средно напрежение в промишлени предприятия:

• Намаляване на времето за отстраняване на неизправности: По-бързото функциониране на защитата намалява продължителността на излагане на постояннотоково отместване за всяко събитие на повреда, като намалява натрупването на ремантност за всяко събитие; целево време за изчистване на повредата под 80 ms за приложения за защита от дъга
• Внедряване на превключване "точка на вълната" за включване на трансформатора: Контролираното превключване, което захранва трансформатора при пресичане на нулата на напрежението, свежда до минимум постояннотоковото отместване на пусковия ток.⁵, като се намалява натрупването на ремантност от всяко събитие, свързано с подаване на енергия
• Планирайте периодично размагнитване на CT: За съществуващи инсталации със стандартни ядра на токоизправители (Kr = 0,6-0,8) планирайте размагнитване на всеки 3 години или след всяко събитие на повреда, при което първичният ток е надвишил 50% от номиналния ток на късо съединение - което от двете събития настъпи първо.
• Отделете токовите жила за защита от дъга от измервателните токови жила: Използвайте специални CT жила за измерване на тока на релето за дъгова защита - жила, които могат да бъдат размагнитвани, без това да повлияе на точността на измерване на приходите

Често срещани грешки при управлението на имотите

• Размагнитване само на КТ, която е идентифицирана като засегната от реманентност: В трифазна инсталация и трите фазови токоизправителя са изложени на една и съща история на тока на повредата; ако един токоизправител има значителна реманентност, и трите трябва да бъдат оценени и размагнитени като комплект.
• Извършване на тест за точност на съотношението преди размагнитване: Резултатите от теста за точност на съотношението на CT, засегнат от реманентност, не са представителни за истинската производителност на класа на точност на CT; винаги размагнитвайте преди теста за съотношение.
• Определяне на ядрата от клас PR за приложения за измерване на приходите: Въздушната междина, която ограничава реманентността в ядрата от клас PR, увеличава магнитния ток и влошава точността при ниски първични токове; клас PR е спецификация на защитно ядро - измерването на приходите изисква стандартни ядра от клас 0.2S или 0.5 без въздушна междина
• Коригиране на настройките на релето за защита от дъга, за да се избегнат фалшиви сработвания, без да се обръща внимание на ремантността на CT: Увеличаването на прага на тока на релето за дъгова защита, за да се избегнат фалшиви сработвания, предизвикани от реманентност, намалява чувствителността на релето към истински слаботокови дъгови повреди - търговия с предотвратяване на фалшиви сработвания за сметка на истинска повреда при откриване на повреда

Заключение

Повторната работа на ядрото на токоизправителя е скритата променлива в надеждността на системата за защита на промишлени инсталации средно напрежение - невидима за проверка на табелката, невидима за стандартните тестове за пускане в експлоатация и невидима за изчисленията на настройките на релетата, но напълно способна да предизвика работа на релета за защита от дъга и свръхток с изкривени форми на вторичния ток, които нямат връзка с действителния първичен ток по време на критичните първи цикли на включване на веригата. Механизмът е добре разбран, методологията за диагностика е проста, а корекцията - размагнитване на сърцевината на токоизточника - е четиричасова дейност по поддръжката, която напълно премахва състоянието на реманентност. В системите за защита от дъга на средно напрежение в промишлени предприятия, където погрешното изключване струва десетки хиляди евро производствени загуби, а пропуснатата истинска дъгова повреда отнема човешки живот, оценката на реманентността на ядрото на токоизправителя и размагнитването не е дискретна дейност по поддръжката - това е инженерната основа на система за защита, на която може да се разчита, че ще работи правилно и само правилно, когато това е най-важно.

Често задавани въпроси относно остатъка от ядрото на CT и фалшивото задействане на релето

1. “Магнитен хистерезис”, https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_hysteresis. Представя основните принципи на физиката, обясняващи как феромагнитните материали запазват остатъчната плътност на потока след премахване на приложената намагнитваща сила. Роля на доказателството: механизъм; Тип на източника: изследване. Подкрепя: Потвърждава, че поведението на B-H хистерезис във феромагнитни ядра на ТТ зависи от предишната история на намагнитване, а не само от настоящата намагнитваща сила. ↩

2. “Грешки на токовите трансформатори и трансформаторни включвания, измерени с оптичен сензор”, https://www.idc-online.com/technical_references/pdfs/electrical_engineering/Current_Transformer_Errors_and_Transformer_Inrush.pdf. Доклади за данни от изследване на остатъчния поток на CT, показващи нива на реманентност, разпределени до 80% от проектната плътност на потока в единиците, от които са взети проби. Роля на доказателството: статистическо; Тип източник: промишленост. Поддържа: Документи за това, че плътността на остатъчния поток в стандартни силициево-стоманени CT ядра може да достигне 70-80% от плътността на потока на насищане. Забележка за обхвата: Резултатите от изследването варират в зависимост от класа на сърцевината и историята на експлоатация. ↩

3. “Какво е DC Offset? Попитай Крис”, https://relaytraining.com/what-is-dc-offset-ask-chris/. Обяснява как постояннотоковата компонента на тока на повреда се регулира от ъгъла на възникване на повредата върху формата на напрежението и съотношението X/R на системата. Роля на доказателството: механизъм; Вид на източника: индустрия. Подкрепа: Потвърждава, че големината на изместването на постояннотоковия ток при повреда зависи от точката на вълната в началото на повредата и от индуктивните характеристики на източника. ↩

4. “Част 2: Допълнителни изисквания за токовите трансформатори”.IEC 61869-2:2012 Инструментални трансформатори, https://webstore.iec.ch/en/publication/6050. Определя обхвата на международния стандарт за индуктивни токови трансформатори, включително спецификациите на ядрото, защитено от реманентност от клас PR. Evidence role: general_support; Source type: standard. Поддържа: Установява спецификацията за клас PR, изискваща коефициент на реманентност Kr ≤ 0,10 за токови трансформатори с нисък клас на защита от реманентност. ↩

5. “Процедури за контролирано включване на захранващи трансформатори”, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142061521007900. Изследователски доклад, анализиращ намаляването на пусковия ток на трансформатора чрез контролирано превключване на прекъсвача "точка на вълната" в редица трифазни конфигурации. Роля на доказателството: механизъм; Тип на източника: изследване. Подкрепя: 1: Потвърждава, че контролираното превключване, синхронизирано с формата на вълната на напрежението, намалява постояннотоковото отместване и пусковия ток по време на включване на трансформатора. ↩