변류기의 오류를 일으키는 요인은 무엇입니까?

1. 핵심 관련 요소
핵심 소재 특성
투자율의 비선형 변화: 변류기의 핵심 재료(예: 실리콘 강판 또는 퍼멀로이)는 절대 상수가 아닌 투자율을 갖습니다. 자기 투자율은 다른 자기장 강도에 따라 변경됩니다. 1차 전류가 커지면 코어의 자기장 강도가 증가하고 투자율이 감소할 수 있습니다. 이러한 비선형 변화로 인해 변압기의 자속 밀도가 더 이상 1차 전류와 선형 관계를 유지하지 못하게 되어 비율 오류(비율 오류) 및 각도 오류(위상 오류)가 발생합니다. 예를 들어, 높은 전류 조건에서 코어 재료의 자기 포화 현상으로 인해 투자율이 감소하여 변환 비율에 따라 2차 전류가 1차 전류에 비례하여 정확하게 변화할 수 없습니다.
히스테리시스 손실의 영향: 코어는 교류 자기장의 작용으로 히스테리시스 손실을 생성합니다. 히스테리시스 손실로 인해 코어가 가열되고 자기장 강도와 자속 밀도 사이의 지연 관계가 발생합니다. 이는 2차 전류와 1차 전류 간의 위상 관계에 영향을 미쳐 각도 차이가 발생합니다. 동시에 히스테리시스 손실이 있으면 어느 정도 에너지를 소비하여 변압기의 정확도에 영향을 미칩니다.
핵심 구조 및 제조 공정
코어 모양 및 크기의 영향: 코어의 모양(예: 링, 직사각형 등)과 크기는 변압기 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 자기 회로 길이가 너무 길거나 단면적이 너무 작은 등 코어의 자기 회로 설계가 불합리하면 자기 저항이 증가하여 자속 밀도가 고르지 않아 오류가 발생합니다. 링 코어의 경우 자기 회로가 닫혀 있고 자기 저항이 작더라도 코어의 내경과 외경의 비율이 적절하지 않으면 자기장 분포에도 영향을 미쳐 오차가 발생할 수 있습니다.
코어 제조 공정의 결함 : 코어 제조 공정 중 실리콘 강판의 적층 불량 등 코어 내부에 에어 갭이 발생할 수 있습니다. 에어 갭은 자기 저항을 크게 증가시키고 자속 누출을 증가시키며 변압기의 정확도를 감소시킵니다. 또한 가공 중에 코어가 기계적 응력의 영향을 받으면 자기 특성도 변경되어 오류가 발생합니다.
2. 굴곡 요인
권선 회전수 오차: 변환 비율에 따라 1차 권선과 2차 권선의 권선 수가 결정됩니다. 제조 과정에서 회전 수에 오류가 있으면 변환 비율 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 2차 권선의 감은 수가 설계 값보다 많으면 2차 전류가 작아져 비율 차이가 발생합니다. 반대로 권선 수가 설계 값보다 적으면 2차 전류가 더 커지고 비율 차이도 발생합니다. 또한, 권선 권수 정확도는 권선 공정에 의해 영향을 받습니다. 예를 들어, 권선 공정 중에 권선 수에 오류가 있거나 권선에 국지적 단락이 있는 경우 권선 오류가 발생합니다.
권선 저항 및 누설 리액턴스: 권선의 저항으로 인해 전압 강하가 발생합니다. 2차 전류가 통과할 때 저항 전압 강하는 2차 권선 끝의 전압을 감소시켜 2차 전류의 크기에 영향을 미치고 비율 차이를 생성합니다. 동시에 권선의 누설 리액턴스로 인해 2차 전류와 1차 전류 사이에 위상차가 발생하여 각도 차이가 발생합니다. 특히 고주파수 조건에서는 누설 리액턴스가 주파수에 비례하기 때문에 누설 리액턴스의 영향이 더욱 커집니다. 주파수가 증가하면 누설 리액턴스가 증가하여 각도 차이가 증가합니다.
권선 분산 정전용량: 권선 사이, 권선과 철심 사이에 분산 정전용량이 있습니다. 고주파 전류가 통과하면 분산된 커패시턴스가 용량성 전류를 생성하며, 이는 2차 권선의 유도 전류에 중첩되어 2차 전류의 크기와 위상을 변경하여 오류를 발생시킵니다. 더욱이, 분산 정전 용량의 크기는 권선의 기하학적 구조 및 절연 재료의 유전 상수와 같은 요인과도 관련이 있습니다.
3. 근로조건과 관련된 요소
1차 전류 크기 및 파형
1차 전류 크기의 영향: 1차 전류가 너무 작거나 너무 크면 변압기의 정확도에 영향을 미칩니다. 1차 전류가 너무 작으면 코어의 자속 밀도가 낮고 투자율이 불안정하며 큰 비율 차이와 각도 차이가 발생합니다. 1차 전류가 너무 커서 변압기의 정격 포화 전류에 가깝거나 초과하면 코어가 포화되어 2차 전류가 1차 전류 변화를 정확하게 따라갈 수 없어 심각한 오류가 발생합니다.
1차 전류 파형의 영향: 1차 전류가 표준 사인파가 아닌 경우(예: 고조파 구성 요소가 포함되어 있음) 변압기의 코어와 권선은 다양한 주파수 구성 요소에 다르게 반응하여 측정 오류가 발생합니다. 고차 고조파를 포함하는 전류의 경우 코어 손실이 증가하고 권선의 누설 리액턴스와 분산 커패시턴스가 주파수에 따라 다른 영향을 미치므로 2차 전류의 진폭과 위상이 변경되고 오류가 발생합니다.
2차 부하의 영향: 2차 부하에는 2차 권선에 연결된 전류계, 계전기, 에너지 미터와 같은 장치의 등가 임피던스가 포함됩니다. 2차 부하 임피던스가 너무 크면 옴의 법칙에 따라 2차 전류가 감소하여 비율 오류가 발생합니다. 동시에 2차 부하의 특성(예: 유도성, 용량성 또는 저항성)도 2차 전류의 위상에 영향을 미치고 각도 오류를 생성합니다. 예를 들어, 2차 부하가 유도 부하인 경우 2차 전류는 이상적인 위상보다 뒤쳐져 각도 오차가 증가합니다.