1. طرح المشكلة
يتم استخدام محول التيار الوقائي (TA) بشكل أساسي جنبًا إلى جنب مع جهاز حماية التتابع لتوفير إشارة إلى جهاز الترحيل لقطع دائرة الأعطال وحماية سلامة نظام الطاقة في حالة حدوث حمل زائد للدائرة القصيرة أو أخطاء أخرى في الخط. تختلف ظروف عملها تمامًا عن تلك الخاصة بمحولات القياس، والتي تحتاج فقط إلى الدقة المناسبة ضمن نطاق التشغيل العادي لتيار واحد. عند المرور عبر تيار ماس كهربائى خاطئ، من المؤمل أن يتشبع المحول في أقرب وقت ممكن لحماية جهاز القياس من الأضرار الناجمة عن تيار ماس كهربائى. الأول يبدأ العمل فقط عندما يكون التيار أعلى عدة مرات أو عشرات المرات من المعتاد، ويجب أن تكون أخطاءه (أخطاء التيار وأخطاء الطور) ضمن نطاق منحنى الخطأ. عند تقييم كل من الأخطاء الحالية واختلافات الطور في وقت واحد، يتم استخدام الأخطاء المركبة.
عندما يكون التيار الأساسي i1 للحماية TA صغيرًا، يتغير التيار الثانوي i2 خطيًا؛ عندما يزيد i1 إلى مستوى معين، تكون الكثافة المغناطيسية في قلب المحول عالية جدًا. نظرًا لعدم خطية المواد المغناطيسية، فإن تيار الإثارة i0 يحتوي على نسبة عالية من التوافقيات عالية الترتيب، مع شكل موجة مدبب بعيد عن الموجة الجيبية. حتى لو كانت موجة جيبية مثالية، فإن i2 ليست موجة جيبية.
لا يمكن تحليل المويجات غير الجيبية باستخدام المخططات الطورية وتتطلب استخدام الخطأ المركب (التحليل المفاهيمي)، مما يؤدي إلى زيادة سريعة في i0، أي ما يعادل عدم تحويل بعض i1 إلى i2، وi2 وi1 لا تعد تتغير بشكل متناسب، وبالتالي زيادة خطأ TA.
عندما يحدث خطأ في دائرة كهربائية قصيرة في نظام الطاقة ويتسبب في إجراء حماية التتابع، يكون تيار الدائرة القصيرة i كبيرًا جدًا، وعادةً ما يكون أكثر من 10 أضعاف التيار المقدر، مما يزيد من الخطأ ويعرض حساسية وانتقائية جهاز الحماية للخطر.
بالإضافة إلى ذلك، من حيث المبدأ، TA نفسه عبارة عن محول خاص، والمحولات لديها متطلبات العمل عند الحمل المقدر. ولذلك، إذا تجاوز الحمل على الجانب الثانوي من TA قيمة الحمل الثانوي المقدرة، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة الخطأ.
2. أفكار الحل
كما ذكر أعلاه، خطأ TA أمر لا مفر منه، ويرتبط حجمه بخصائص الإثارة للنواة الحديدية TA والحمل الجانبي الثانوي.
للتحكم في هذا الخطأ، من الضروري التعامل مع العلاقة بين الخطأ الأقصى i في موقع TA، ونسبة هذا التيار إلى i1 المقدر، ونسبة التيار المقدر، والحمل الثانوي المقنن. لذلك، من الضروري أن نفهم بدقة مفاهيم مستوى الدقة وحدود مستوى الدقة ذات الصلة، ونسبة التيار المقدر، والحمل المقدر. لحل هذه المشكلة، من الضروري اختيار مستوى الدقة المناسب بناءً على الوضع الفعلي للمحطة الفرعية.
بالنسبة إلى TA المستخدم للحماية، يكون مستوى الدقة اسميًا كنسبة مئوية من الحد الأقصى للخطأ المركب المسموح به تحت حد الدقة المقدر i1، متبوعًا بالحرف "P" الذي يشير إلى الحماية. إنه في الواقع متطلب مستوى خطأ محدد يدويًا لتصنيع TA. يشير معامل الحد الدقيق إلى نسبة i1max التي يمكنها تلبية متطلبات الخطأ المركب إلى i1 المقدر. تشير النسبة الحالية المقدرة إلى نسبة التصنيف i1 إلى i2. الحمل المقدر هو قيمة الحمل الثانوية المستخدمة لتحديد مستوى دقة المحول.
في المعيار الوطني المبكر "المحول الحالي" (GBl208-75)، تم النص على أن مستوى دقة حماية TA كان B وD. عند تحديد مستوى دقة TA للحماية، يجب أن يكون منحنى الخطأ 10% تم التحقق منها للتأكد من أن الخطأ الحالي لا يتجاوز القيمة المحددة أثناء ماس كهربائى. في الوقت الحاضر، ينص الإصدار الجديد على مستوى دقة يبلغ 5P و10P، على التوالي، مما يشير إلى حد خطأ مركب يبلغ 5% و10% عند حد الدقة المقدر i1؛ تشتمل سلسلة القيمة القياسية لمعامل حد الدقة الخاص بها على 5، 10، 15، 20، 30، وما إلى ذلك، مما يشير إلى أنه في حالة أخطاء الدائرة القصيرة، إذا كان مضاعف تيار الدائرة القصيرة i مقارنةً بالمقدر i1 أقل من هذا القيمة، يتم التحكم في الخطأ ضمن نطاق مستوى الدقة.
لذلك يمكن استخلاص استنتاجين: 1) عند اختيار مستوى دقة TA للحماية، يجب تحديد معامل حد الدقة في نفس الوقت، مثل 5P20 و1200/5A، مما يعني أنه عندما لا يزيد i عن 20 أضعاف i1 المقدر، أي لا يزيد عن 20 × 1200=24 كيلو أمبير، والخطأ المركب لا يزيد عن 5%؛ 2) من خلال تحديد كلا الاتجاهين، يمكن تحديد نسبة التيار المقدرة بدقة بناءً على قيمة الإلماكس المعينة، وقيمة الحمل الثانوي، ومنحنى الخطأ 10% لتحديد معامل الحد؛ يمكن أيضًا تحديد معامل الحد الدقيق بناءً على i1max المحدد، ونسبة التيار المقدرة، ومنحنى الخطأ 10%، ويمكن تحديد الحمل الثانوي المقدر والمقطع العرضي للكابل الثانوي بناءً على منحنى الخطأ 10%.
أثناء عملية الحالة المستقرة، يجب أن يفي الحمل الثانوي لـ TA بمتطلبات منحنى الخطأ بنسبة 10%. طالما أن الحمل الثانوي الفعلي لـ TA أقل من الحمل المسموح به بواسطة منحنى الخطأ 10%، فيجب أن يكون خطأ القياس في حدود 10%. كلما زاد الحمل الثانوي، كان من الأسهل على الحديد أن يتشبع.
