Beskrivelse
1. Hvad er startstrøm?
Indkoblingsstrøm, også kendt som magnetiserende inrush, refererer til en kortvarig høj strømstigning, der opstår i transformatorens primære vikling i det øjeblik, transformatoren strømforsynes uden belastning (det vil sige, når den ene vikling er forbundet til strømkilden, og den anden vikling er åben). Denne strøm topper i starten meget højt, men falder hurtigt.
Størrelsen af denne strøm er meget større end transformatorens mærkestrøm, nogle gange når den 5 til 15 gange mærkestrømmen (for store transformere kan den endda nå op til 20 gange). Dens varighed er dog meget kort og falder typisk til den normale tomgangsstrøm (normalt kun 0,5 % til 2 % af den nominelle strøm) inden for ti til hundreder af millisekunder.
Enkelt sagt er det som pludselig at åbne vandventilen i en enorm tom pool: I starten er der en massiv bølge af vand, men den stabiliserer sig hurtigt. Indløbsstrømmen er denne 'massive bølge af vand.'
2. Hvad forårsager startstrøm?
Den grundlæggende årsag til startstrøm involverer samspillet mellem to nøglefaktorer:
- - Magnetisk mætning af transformatorkernen
- - Tilfældigheden af skiftemomentet (spændingsfase)
3. Hovedkarakteristika ved indkoblingsstrøm
- - Meget stor størrelse: Kan nå 5-15 gange den nominelle strøm.
- - Indeholder en stor mængde ikke-periodiske (DC) komponenter og højere harmoniske: Bølgeformen afviger væsentligt fra en sinusbølge, der er skævt mod tidsaksen, med et højt indhold af anden harmoniske. Denne karakteristik bruges ofte i relæbeskyttelse for at skelne mellem startstrøm og fejlstrøm.
- - Hurtigt henfald: På grund af modstanden i viklingerne henfalder den transiente DC-komponent eksponentielt. Startstrømmen falder generelt inden for 0,1-0,5 sekunder. Jo større transformatorkapaciteten er, jo længere kan henfaldstiden være.
- - Usikkerhed: Størrelsen af startstrømmen afhænger af spændingsfasen og den resterende magnetisme af kernen på tidspunktet for lukning, som begge er tilfældige. Derfor kan størrelsen og bølgeformen af startstrømmen variere med hver lukning.
4. Effekter af indløbsstrøm og modforanstaltninger
Effekter:
- - Kan udløse forkert drift af transformatordifferentialbeskyttelse eller overstrømsbeskyttelse, hvilket fører til lukningsfejl.
- - Genererer store elektrodynamiske kræfter, som kan deformere eller beskadige viklingerne.
- - Forårsager spændingsfald i elnettet, hvilket påvirker driften af andet udstyr på den samme bus.
Modforanstaltninger:
- Relægenkendelsesteknologi: Ved at bruge funktionen, at startstrøm indeholder en stor mængde anden harmoniske, kan en "anden harmonisk begrænsning" indstilles i differentialbeskyttelse for at forhindre falske trips.
- Styring af lukkefasen (synkroniseret koblingsteknologi): Ved at lukke kontakten ved spændingsspidsen med en intelligent kontakt er den indledende konstante-tilstandsflux nul, hvilket kan minimere startstrømmen.
- Lukning med seriemodstand: Forbind først kredsløbet gennem en modstand for at begrænse startstrømmen, og kortslut derefter- modstanden med en afbryder.
Oversigt
Transformatorstartstrøm opstår, når kredsløbet er lukket på ugunstige tidspunkter, såsom ved spændingens nul-krydsningspunkt, kombineret med resterende magnetisme i kernen, hvilket resulterer i en forbigående magnetisk flux, der langt overstiger den normale værdi, hvilket forårsager dyb mætning af kernen og genererer en øjeblikkelig enorm strøm. Det er et iboende elektromagnetisk transient fænomen i transformeren, ikke en fejl.
