1. समस्या प्रस्तुत करना
सुरक्षात्मक वर्तमान ट्रांसफार्मर (टीए) का उपयोग मुख्य रूप से रिले सुरक्षा उपकरण के साथ संयोजन में किया जाता है ताकि रिले डिवाइस को गलती सर्किट को काटने और शॉर्ट सर्किट अधिभार या अन्य दोषों की स्थिति में बिजली प्रणाली की सुरक्षा की रक्षा के लिए सिग्नल प्रदान किया जा सके। पंक्ति में. इसकी कामकाजी स्थितियाँ मापने वाले ट्रांसफार्मर से पूरी तरह से अलग हैं, जिन्हें केवल एक ही करंट की सामान्य परिचालन सीमा के भीतर उचित सटीकता की आवश्यकता होती है। फॉल्ट शॉर्ट-सर्किट करंट से गुजरते समय, यह आशा की जाती है कि मापने वाले उपकरण को शॉर्ट-सर्किट करंट से होने वाले नुकसान से बचाने के लिए ट्रांसफार्मर जल्द से जल्द संतृप्त हो जाएगा। पहला तभी काम करना शुरू करता है जब करंट सामान्य से कई गुना या दस गुना अधिक होता है, और इसकी त्रुटियां (वर्तमान और चरण त्रुटियां) त्रुटि वक्र सीमा के भीतर होनी आवश्यक हैं। वर्तमान त्रुटियों और चरण अंतर दोनों का एक साथ आकलन करते समय, समग्र त्रुटियों का उपयोग किया जाता है।
जब सुरक्षात्मक टीए का प्राथमिक धारा i1 छोटा होता है, तो द्वितीयक धारा i2 रैखिक रूप से बदल जाती है; जब i1 एक निश्चित स्तर तक बढ़ जाता है, तो ट्रांसफार्मर कोर में चुंबकीय घनत्व बहुत अधिक होता है। लौहचुंबकीय सामग्रियों की गैर-रैखिकता के कारण, उत्तेजना धारा i0 में उच्च-क्रम वाले हार्मोनिक्स की उच्च सामग्री होती है, जिसमें एक नुकीली तरंग होती है जो साइन तरंग से बहुत दूर होती है। भले ही il एक आदर्श साइन तरंग है, i2 साइनसॉइडल नहीं है।
गैर साइनसॉइडल तरंगिकाओं का चरणबद्ध आरेखों का उपयोग करके विश्लेषण नहीं किया जा सकता है और इसके लिए समग्र त्रुटि (वैचारिक विश्लेषण) के उपयोग की आवश्यकता होती है, जिससे i0 में तेजी से वृद्धि होती है, जो कि कुछ i1 को i2 में परिवर्तित नहीं किए जाने के बराबर है, और i2 और i1 नहीं हैं अब आनुपातिक रूप से बदल रहा है, जिससे टीए त्रुटि बढ़ रही है।
जब बिजली प्रणाली में शॉर्ट सर्किट खराबी होती है और रिले सुरक्षा कार्रवाई का कारण बनती है, तो शॉर्ट-सर्किट करंट बहुत बड़ा होता है, आमतौर पर रेटेड करंट से 10 गुना से अधिक, जो त्रुटि को बढ़ाता है और सुरक्षा उपकरण की संवेदनशीलता और चयनात्मकता को खतरे में डालता है।
इसके अलावा, सिद्धांत रूप में, टीए स्वयं एक विशेष ट्रांसफार्मर है, और ट्रांसफार्मर को रेटेड लोड पर संचालित करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, यदि टीए के द्वितीयक पक्ष पर भार उसके रेटेड द्वितीयक भार मान से अधिक हो जाता है, तो इससे इसकी त्रुटि भी बढ़ जाएगी।
2. समाधान विचार
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, टीए त्रुटि अपरिहार्य है, और इसका परिमाण टीए आयरन कोर की उत्तेजना विशेषताओं और द्वितीयक साइड लोड से संबंधित है।
इस त्रुटि को नियंत्रित करने के लिए, टीए के स्थान पर अधिकतम दोष i, रेटेड i1 के लिए इस करंट का अनुपात, रेटेड करंट अनुपात और रेटेड सेकेंडरी लोड के बीच संबंध को संभालना आवश्यक है। इसलिए, सटीकता स्तर और उससे संबंधित सटीकता स्तर सीमा, रेटेड वर्तमान अनुपात और रेटेड लोड की अवधारणाओं को सटीक रूप से समझना आवश्यक है। इस समस्या को हल करने के लिए सबस्टेशन की वास्तविक स्थिति के आधार पर उचित सटीकता स्तर का चयन करना आवश्यक है।
सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले टीए के लिए, सटीकता स्तर रेटेड सटीकता सीमा i1 के तहत अधिकतम स्वीकार्य समग्र त्रुटि के प्रतिशत के रूप में नाममात्र है, इसके बाद सुरक्षा का संकेत देने वाला अक्षर "पी" होता है। यह वास्तव में टीए विनिर्माण के लिए मैन्युअल रूप से निर्दिष्ट त्रुटि स्तर की आवश्यकता है। सटीक सीमा गुणांक i1max के अनुपात को संदर्भित करता है जो रेटेड i1 के लिए समग्र त्रुटि आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। रेटेड वर्तमान अनुपात रेटेड i1 से i2 के अनुपात को संदर्भित करता है। रेटेड लोड द्वितीयक लोड मान है जिसका उपयोग ट्रांसफार्मर के सटीकता स्तर को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
प्रारंभिक राष्ट्रीय मानक "वर्तमान ट्रांसफार्मर" (जीबीएल 208-75) में, यह निर्धारित किया गया था कि टीए सुरक्षा का सटीकता स्तर बी और डी था। सुरक्षा के लिए टीए के सटीकता स्तर का चयन करते समय, 10% त्रुटि वक्र होना चाहिए यह सुनिश्चित करने के लिए सत्यापित किया गया है कि शॉर्ट सर्किट के दौरान वर्तमान त्रुटि निर्दिष्ट मान से अधिक न हो। वर्तमान में, नया संस्करण क्रमशः 5P और 10P का सटीकता स्तर निर्धारित करता है, जो रेटेड सटीकता सीमा i1 पर 5% और 10% की समग्र त्रुटि सीमा दर्शाता है; इसकी सटीकता सीमा गुणांक की मानक मान श्रृंखला में 5, 10, 15, 20, 30 आदि शामिल हैं, जो दर्शाता है कि शॉर्ट-सर्किट दोष के तहत, यदि रेटेड i1 की तुलना में शॉर्ट-सर्किट करंट का गुणक इससे कम है मान, त्रुटि को सटीकता स्तर सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाता है।
इसलिए, दो निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं: 1) सुरक्षा के लिए टीए के सटीकता स्तर का चयन करते समय, सटीकता सीमा गुणांक को एक ही समय में चुना जाना चाहिए, जैसे 5पी20 और 1200/5ए, जिसका अर्थ है कि जब मैं 20 से अधिक नहीं हूं रेटेड i1 का गुना, यानी 20 × 1200=24 kA से अधिक नहीं, समग्र त्रुटि 5% से अधिक नहीं है; 2) दोनों दिशाओं का चयन करके, सीमा गुणांक निर्धारित करने के लिए दिए गए इल्मैक्स, माध्यमिक लोड मान और 10% त्रुटि वक्र के आधार पर रेटेड वर्तमान अनुपात को सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है; सटीक सीमा गुणांक को दिए गए i1max, रेटेड वर्तमान अनुपात और 10% त्रुटि वक्र के आधार पर भी चुना जा सकता है, और रेटेड सेकेंडरी लोड और सेकेंडरी केबल क्रॉस-सेक्शन को 10% त्रुटि वक्र के आधार पर चुना जा सकता है।
स्थिर-अवस्था संचालन के दौरान, टीए का द्वितीयक भार 10% त्रुटि वक्र की आवश्यकता को पूरा करना चाहिए। जब तक टीए का वास्तविक द्वितीयक भार 10% त्रुटि वक्र द्वारा अनुमत भार से कम है, माप त्रुटि 10% के भीतर होनी चाहिए। द्वितीयक भार जितना बड़ा होगा, लौह कोर के लिए संतृप्त होना उतना ही आसान होगा।
