Ingeniería EléctricaSistemas de Potencia

Extreme Überspannung und magnetische Sättigung durch offenen Sekundärkreis bei Stromwandlern (SW)

Detaillierte physikalische und mathematische Analyse der extremen Überspannung und magnetischen Sättigung bei offenem Sekundärkreis von Stromwandlern.

Ing. Francisco Ramírez

Physikalischer Mechanismus der magnetischen Sättigung

Der Stromwandler (SW) ist für den Betrieb mit minimaler Bürde ausgelegt. Im Normalbetrieb induziert der Primärstrom Ip einen Sekundärstrom Is, sodass der resultierende Kernfluss nahezu null ist. Bei Öffnung des Sekundärkreises muss der gesamte Primärstrom als Magnetisierungsstrom dienen. Die fundamentale Beziehung lautet:

ϕ(t)=∫vs(t)dt/Ns\phi (t) = \int v_{s}(t) dt / N_{s}
Ohne den sekundärseitigen Gegenfluss gerät der Kern in tiefe Sättigung, was die magnetisierende Induktivität Lm gegen null sinken lässt.

Erzeugung von Spitzenspannungen

Die Sättigung führt zu einem Zusammenbruch der Permeabilität und induziert massive Spannungsspitzen, die die Isolationsfestigkeit überschreiten. In Vexten nutzen wir das Modul Kurzschluss (IEC 60909), um die primären Fehlerströme zu bewerten, die bei einem offenen Sekundärkreis die dielektrische Integrität des SW sofort gefährden würden.