Una paragone pratica di trasformatori di corrente per a misurazione vs a prutezzione

Precisione di a CT di prutezzioneA precisione di u CT di prutezzione ùn si tratta micca di fatturazione precisa, ma di prestazioni prevedibili durante un difettu. A so precisione hè definita da un "errore cumpostu" à un multiplu specificatu di a so corrente nominale. Una classe di prutezzione cumuna hè5P10.Questa designazione si divide cusì:

• 5L'errore cumpostu ùn supererà micca u 5% à u limitu di precisione.
• PQuesta lettera u designa cum'è un CT di classe di prutezzione.
• 10Questu hè u Fattore Limite di Precisione (ALF). Significa chì u CT mantene a so precisione specificata finu à 10 volte a so corrente primaria nominale.

In breve, un CT 5P10 garantisce chì quandu a corrente primaria hè 10 volte a so valutazione nurmale, u signale mandatu à u relè hè sempre in u 5% di u valore ideale, assicurendu chì u relè piglia una decisione di scattu curretta.

Caricu è Valutazione VA

Pesuhè u caricu elettricu tutale cunnessu à i terminali secundarii di u CT, misuratu in Volt-Ampere (VA) o ohm (Ω). Ogni dispusitivu è filu cunnessu à u CT cuntribuisce à questu caricu. Superà u caricu nominale di un CT degraderà a so precisione.

U pesu tutale hè usomma di l'impedenze di tutti i cumpunentiin u circuitu secundariu:

• A resistenza di l'avvolgimentu secundariu di u CT.
• A resistenza di i fili chì cunnettanu u CT à u dispusitivu.
• L'impedenza interna di u dispusitivu cunnessu (metru o relè).

Calculu di u pesu tutale:Un ingegnere pò calculà u pesu tutale aduprendu a formula:Charge totale (Ω) = Enroulement TC R (Ω) + Fil R (Ω) + Dispositif Z (Ω)Per esempiu, se a resistenza di l'avvolgimentu secundariu di un CT hè 0,08 Ω, i fili di cunnessione anu 0,3 Ω di resistenza, è u relè hà una impedenza di 0,02 Ω, u caricu tutale di u circuitu hè 0,4 Ω. Stu valore deve esse inferiore à u caricu nominale di u CT per ch'ellu funziona currettamente.

I CT di misurazione anu tipicamente putenze VA basse (per esempiu, 2,5 VA, 5 VA) perchè si cunnettanu à dispositivi di misurazione à alta impedenza è bassu cunsumu nantu à brevi distanze. I CT di prutezzione richiedenu putenze VA assai più elevate (per esempiu, 15 VA, 30 VA) perchè devenu furnisce abbastanza putenza per fà funziunà e bobine à bassa impedenza è à altu cunsumu di un relè di prutezzione, spessu nantu à percorsi di cavi assai più longhi. L'adattamentu incorrettu di a putenza di carica di u CT à u caricu di u circuitu reale hè una fonte cumuna d'errore sia in i schemi di misurazione sia in quelli di prutezzione.

Capiscendu a Tensione di u Puntu di Ghjinochju

A tensione di u puntu di ghjinochju (KPV) hè un parametru criticu esclusivu di i CT di prutezzione. Definisce u limite superiore di u campu di funziunamentu utile di un CT prima chì u so core cummencia à saturassi. Stu valore hè essenziale per assicurà chì un relè di prutezzione riceve un signale affidabile durante un difettu di alta corrente.

L'ingegneri determinanu u KPV da a curva d'eccitazione di u CT, chì traccia a tensione d'eccitazione secundaria contr'à a corrente d'eccitazione secundaria. U "ghjinochju" hè u puntu di sta curva induve e proprietà magnetiche di u core cambianu dramaticamente.

UNorma IEEE C57.13furnisce una definizione precisa per questu puntu. Per un CT core senza gap, u puntu di ghjinochju hè induve una tangente à a curva forma un angulu di 45 gradi cù l'asse orizzontale. Per un CT core cù gap, questu angulu hè di 30 gradi. Questu puntu specificu marca l'iniziu di a saturazione.

Quandu un CT funziona sottu à a so tensione di puntu di ghjinochju, u so core hè in un statu magneticu lineare. Questu li permette di riproduce accuratamente a corrente di difettu per u relè cunnessu. Tuttavia, una volta chì a tensione secundaria supera u KPV, u core entra in saturazione. A saturazione, spessu guidata da grandi currenti AC è offset DC durante un difettu, face chì u CT...l'impedenza di magnetizazione diminuisce significativamenteU trasformatore ùn pò più riflettà fedelmente a corrente primaria à u so latu secundariu.

A relazione trà KPV è l'affidabilità di a prutezzione hè diretta è cruciale:

• Sottu à u puntu di u ghjinochju:U core di u CT funziona linearmente. Fornisce una rapprisentazione precisa di a corrente di difettu à u relè di prutezzione.
• Sopra à u puntu di u ghjinochju:U core si satura. Questu porta à un grande aumentu di a corrente di magnetizazione è à un funziunamentu non lineare, ciò chì significa chì u CT ùn riflette più accuratamente a vera corrente di difettu.
• Funzionamentu di u relè:I relè di prutezzione anu bisognu di un signale precisu per funziunà currettamente. Sè un CT si satura prima chì u relè possi piglià una decisione, u relè pò ùn riesce micca à rilevà a vera magnitudine di u difettu, ciò chì pò purtà à un scattu ritardatu o à un fallimentu cumpletu di funziunamentu.
• Sicurezza di u sistema:Dunque, a tensione di u puntu di ghjinochju di u CT deve esse sufficientemente più alta di a tensione secundaria massima prevista durante un difettu. Questu assicura chì u relè riceve un signale affidabile per prutege l'apparecchiature costose.

L'ingegneri calculanu u KPV necessariu per assicurà chì u CT resti insaturatu in e peghju cundizioni di guastu. Una formula simplificata per questu calculu hè:

KPV necessariu ≥ Se × (Rct + Rb)

Induve:

• If= Corrente di difettu secundariu massima (Ampere)
• RCT= Resistenza di l'avvolgimentu secundariu di u CT (Ohms)
• Rb= Carica tutale di u relè, cablaggio è cunnessione (Ohm)

In fine, a tensione di u puntu di ghjinochju serve cum'è l'indicatore principale di a capacità di un CT di prutezzione di fà a so funzione di sicurezza sottu à stress elettricu estremu.

Decodificazione di e designazioni di a targhetta di u trasformatore di corrente

Una targhetta di denominazione di un trasformatore di corrente cuntene un codice compactu chì definisce e so capacità di prestazione. Questa designazione alfanumerica hè una abbreviazione per l'ingegneri, chì specifica a precisione, l'applicazione è i limiti operativi di u cumpunente. A capiscitura di sti codici hè essenziale per selezziunà u dispusitivu currettu.

Interpretazione di e classi di misurazione CT (per esempiu, 0.2, 0.5S, 1)

E classi di CT di misurazione sò definite da un numeru chì rapprisenta l'errore percentuale massimu permessu à a corrente nominale. Un numeru più chjucu indica un gradu di precisione più altu.

• Classe 1:Adattu per a misurazione generale di pannelli induve l'alta precisione ùn hè micca critica.
• Classe 0.5:Adupratu per applicazioni di fatturazione cummerciale è industriale.
• Classe 0.2:Necessariu per a misurazione di i ricavi di alta precisione.

Certe classi includenu a lettera "S". A designazione "S" in e classi CT di misurazione IEC, cum'è 0.2S è 0.5S, significa alta precisione. Sta classificazione particulare hè generalmente impiegata in applicazioni di misurazione tariffaria induve e misurazioni precise sò critiche, in particulare à l'estremità inferiore di a gamma di corrente.

Interpretazione di e classi di prutezzione CT (per esempiu, 5P10, 10P20)

E classi di prutezzione CT utilizanu un codice in trè parti chì descrive u so cumpurtamentu durante un difettu. Un esempiu cumunu hè5P10.

Scomponendu u Codice 5P10:

• 5Stu primu numeru hè l'errore cumpostu massimu in percentuale (5%) à u limitu di precisione.
• PA lettera "P" in una classificazione cum'è 5P10 significa "Classe di prutezzione". Questu indica chì u CT hè principalmente cuncipitu per applicazioni di relè di prutezzione piuttostu chè per misurazioni precise.
• 10Questu ultimu numeru hè u Fattore Limite di Precisione (ALF). Significa chì u CT mantene a so precisione specificata finu à una corrente di difettu chì hè 10 volte a so valutazione nominale.

In listessu modu, un10P20A classa CT hà un limite d'errore cumpostu di 10% è un fattore limite di precisione di20In una designazione cum'è 10P20, u numeru "20" significa u fattore limite di precisione. Stu fattore indica chì l'errore di u trasformatore resterà in limiti accettabili quandu a corrente hè 20 volte u so valore nominale. Sta capacità hè cruciale per assicurà chì i relè di prutezzione funzioninu currettamente durante e cundizioni di cortocircuitu severu.

Guida di l'applicazione: Abbinamentu di u CT à u compitu

Sceglie u Trasformatore di Corrente adattatu ùn hè micca una questione di preferenza, ma un requisitu dettatu da l'applicazione. Un CT di misurazione furnisce a precisione necessaria per e transazzioni finanziarie, mentre chì un CT di prutezzione furnisce l'affidabilità necessaria per a sicurezza di l'assi. Capisce induve applicà ogni tipu hè fundamentale per una cuncepzione è un funziunamentu solidi di u sistema elettricu.

Quandu aduprà una CT di misurazione

L'ingegneri devenu aduprà un CT di misurazione in ogni applicazione induve u seguimentu precisu di u cunsumu elettricu hè l'ubbiettivu principale. Quessi dispositivi sò a basa di una fatturazione precisa è di una gestione di l'energia. U so cuncepimentu dà priorità à l'alta precisione in cundizioni di carica nurmali.

L'applicazioni chjave per i CT di misurazione includenu:

• Misurazione di i Ricavi è di e TariffeL'imprese di servizii publichi utilizanu CT di alta precisione (per esempiu, Classe 0.2S, 0.5S) per a fatturazione di i clienti residenziali, cummerciali è industriali. A precisione garantisce transazzioni finanziarie ghjuste è currette.
• Sistemi di Gestione di l'Energia (EMS)L'installazioni utilizanu sti CT per monitorà u cunsumu d'energia in diversi dipartimenti o apparecchiature. Sti dati aiutanu à identificà l'inefficienze è à ottimizà l'usu di l'energia.
• Analisi di a qualità di l'energiaL'analizzatori di qualità di l'energia necessitanu input precisi per diagnosticà prublemi cum'è armoniche è cali di tensione. Per queste misurazioni, in particulare in sistemi di media tensione, a risposta di frequenza di u trasformatore di strumentu hè critica. L'analizzatori muderni ponu avè bisognu di dati affidabili.finu à 9 kHz, esigenti trasformatori ottimizzati in frequenza per catturà un spettru armonicu cumpletu.

Nota nantu à a selezzione:Quandu si sceglie un CT per un misuratore o un analizzatore di putenza, parechji fattori sò cruciali.

• Compatibilità di l'outputL'uscita di u CT (per esempiu, 333mV, 5A) deve currisponde à i requisiti d'entrata di u misuratore.
• Dimensione di u caricuA gamma di amperaggio di u CT deve esse allinata cù u caricu previstu per mantene a precisione.
• Forma fisicaU CT deve adattassi fisicamente intornu à u cunduttore. E bobine flessibili di Rogowski sò una suluzione pratica per e grande barre cullettrici o i spazii stretti.
• PrecisionePer a fatturazione, una precisione di 0,5% o megliu hè standard. Per u monitoraghju generale, 1% pò esse sufficiente.

Quandu aduprà una CT di prutezzione

L'ingegneri devenu aduprà un CT di prutezzione ogni volta chì l'ubbiettivu principale hè di prutege u persunale è l'attrezzatura da sovracorrenti è guasti. Quessi CT sò cuncipiti per rimanere operativi durante eventi elettrici estremi, furnendu un segnale affidabile à un relè di prutezzione.

L'applicazioni cumuni per i CT di prutezzione includenu:

• Prutezzione di sovracorrente è guasti à terraQuesti CT mandanu signali à i relè (cum'è u dispusitivu ANSI 50/51) chì rilevenu i guasti di fase o di terra. U relè scatta tandu un interruttore automaticu per isolà u guastu. In l'apparecchi di distribuzione di media tensione, aduprendu un interruttore dedicatuTC à sequenza zeroper a prutezzione di guasti à terra hè spessu cunsigliata annantu à una cunnessione residuale diCT trifaseUna cunnessione residuale pò purtà à falsi scatti per via di una saturazione ineguale durante l'avviamentu di u mutore o di guasti di fase.
• Prutezzione DifferenzialeStu schema prutege l'assi maiò cum'è i trasformatori è i generatori paragunendu e currenti chì entranu è escono da a zona prutetta. Richiede insiemi currispondenti di CT di prutezzione.Relè digitali mudernipò cumpensà e diverse cunnessione CT (Wye o Delta) è i cambiamenti di fase attraversu l'impostazioni di u software, offrendu una flessibilità significativa in questi schemi cumplessi.
• Prutezzione di distanzaAdupratu in e linee di trasmissione, stu schema si basa nantu à i CT di prutezzione per misurà l'impedenza à un difettu. A saturazione di u CT pò distorce sta misurazione, pruvucendu à u relè di ghjudicà male a pusizione di u difettu. Dunque, u CT deve esse cuncipitu per evità a saturazione per a durata di a misurazione.

Sicondu ANSI C57.13, un CT di prutezzione standard deve suppurtà finu à20 voltea so corrente nominale durante un difettu. Questu assicura ch'ellu pò furnisce un signale utilizabile à u relè quandu hè più impurtante.

L'altu costu di a selezzione sbagliata

L'usu di u tipu sbagliatu di CT hè un errore criticu cù cunsequenze gravi. E differenze funziunali trà i CT di misurazione è di prutezzione ùn sò micca intercambiabili, è una discrepanza pò purtà à risultati periculosi è costosi.

• Usendu un CT di misurazione per a prutezzioneQuestu hè l'errore u più periculosu. Un CT di misurazione hè cuncipitu per saturassi à basse sovracorrenti per prutege u contatore. Durante un difettu maiò, si saturerà guasi istantaneamente. U CT saturatu ùn riescerà micca à riproduce a corrente di difettu elevata, è u relè di prutezzione ùn vederà micca a vera magnitudine di l'eventu. Questu pò purtà à un viaghju ritardatu o à un fallimentu cumpletu di funziunamentu, risultendu in danni catastrofichi à l'apparecchiature, incendi è rischi per u persunale. Per esempiu, a saturazione di u CT pò causà un relè di prutezzione differenziale di trasformatore àmalfunziunà, chì porta à un viaghju indesideratu durante un difettu esternu.
• Usendu un CT di prutezzione per a misurazioneQuesta scelta porta à inaccuratezza finanziaria. Un CT di prutezzione ùn hè micca cuncipitu per a precisione à currenti di funziunamentu nurmali. A so classe di precisione (per esempiu, 5P10) garantisce prestazioni à multipli elevati di a so classificazione, micca à l'estremità inferiore di a scala induve a maiò parte di i sistemi operanu. Aduprà lu per a fatturazione seria cum'è misurà un granu di sabbia cù un metro. E fatture energetiche risultanti serianu imprecise, purtendu à una perdita di entrate per l'utilità o à una sovraccarica per u cunsumadore.

Un Scenariu di Fallimentu Criticu:In i schemi di prutezzione di distanza, a saturazione di u CT face chì u relè misuri unimpedenza più altachè u valore attuale. Questu accurta efficacemente a portata di prutezzione di u relè. Un difettu chì deve esse eliminatu istantaneamente puderia esse vistu cum'è un difettu più luntanu, causendu un sganciu ritardatu. Stu ritardu prolonga u stress nantu à u sistema elettricu è aumenta u putenziale di danni diffusi.

In fine, u costu di una selezzione CT sbagliata và assai al di là di u prezzu di u cumpunente stessu. Si manifesta in a distruzzione di l'equipaggiu, i tempi di inattività operativi, i registri finanziarii imprecisi è a sicurezza compromessa.

Un CT pò serve à tempu a misurazione è a prutezzione ?

Mentre chì i CT di misurazione è di prutezzione anu disinni distinti, l'ingegneri qualchì volta anu bisognu di un unicu dispositivu per eseguisce entrambe e funzioni. Stu bisognu hà purtatu à u sviluppu di trasformatori specializati à doppia funzione, ma venenu cun compromessi specifici.

U CT à Doppiu Scopu (Classe X)

Una categuria particulare, cunnisciuta cum'èTrasformatore di corrente di classe X o PS, ponu serve sia roli di misurazione sia di prutezzione. Questi dispositivi ùn sò micca definiti da classi di precisione standard cum'è 5P10. Invece, e so prestazioni sò specificate da un inseme di parametri chjave chì un ingegnere usa per verificà a so idoneità per un schema di prutezzione specificu.

Sicondu e norme IEC, a prestazione di un CT di Classe X hè definita da:

• Corrente primaria nominale
• Rapportu di girata
• Tensione di u puntu di ghjinochju (KPV)
• Corrente di magnetizazione à a tensione specificata
• Resistenza di l'avvolgimentu secundariu à 75 ° C

Queste caratteristiche permettenu à u dispusitivu d'offre una alta precisione per a misurazione in cundizioni nurmali, mentre furnisce ancu una tensione di puntu di ghjinochju prevedibile per un funziunamentu affidabile di u relè durante i guasti. Sò spessu usati in schemi di prutezzione differenziale à alta impedenza induve e prestazioni devenu esse cunnisciute precisamente.

Limitazioni pratiche è compromessi

Malgradu l'esistenza di i CT di Classe X, l'usu di un unicu dispositivu per a misurazione è a prutezzione hè spessu evitatu. E duie funzioni anu esigenze fundamentalmente cunflittuali.

Un CT di misurazione hè cuncipitu per saturassi prestu per prutege i metri sensibili. AA prutezzione CT hè cuncipitaper resiste à a saturazione per assicurà chì un relè pò rilevà un difettu. Un CT à doppia funzione deve fà un compromessu trà questi dui scopi opposti.

Stu compromessu significa chì un CT à doppia funzione ùn pò micca fà alcuna di e duie attività cusì bè cum'è un'unità dedicata. U cuncepimentu diventa più cumplessu è caru. Per a maiò parte di l'applicazioni, l'installazione di dui CT separati è specializati - unu per a misurazione è unu per a prutezzione - hè a suluzione più affidabile è più economica. Questu approcciu assicura chì traminduisistema di fatturazioneè u sistema di sicurezza funziona senza compromessi.

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A scelta tràCT di misurazione è di prutezzionehè una decisione chjara basata annantu à a priorità operativa. Una furnisce precisione per a fatturazione, mentre chì l'altra assicura l'affidabilità durante un guastu. A scelta di u tipu currettu ùn hè micca negoziabile per a sicurezza di u sistema, a precisione finanziaria è a longevità di l'equipaggiu. L'ingegneri devenu sempre fà riferimentu incruciatu trà e specificazioni di u CT è i bisogni di u dispusitivu cunnessu.

Unlista di cuntrollu di verificazione finaleinclude:

1. Determina a currente primariaAbbinate u rapportu CT à a carica massima.
2. Calculà u pesuSumà u caricu di tutti i cumpunenti cunnessi.
3. Verificà a Classe di PrecisioneSelezziunate a classa curretta per a misurazione o a prutezzione.

FAQ

Chì succede se u circuitu secundariu di un CT hè lasciatu apertu?

Un circuitu secundariu apertu crea una alta tensione periculosa. A corrente primaria diventa corrente magnetizante, saturendu u core. Sta cundizione pò distrughje u CT è pone un risicu di scossa severa.

A sicurità prima:Fate sempre un cortu circuitu di i terminali secundarii prima di scollegà qualsiasi strumentu da u circuitu.

Cumu l'ingegneri sceglienu u rapportu CT currettu?

L'ingegneri selezziunanu un rapportu induve a corrente massima nurmale di u sistema hè vicina à a valutazione primaria di u CT. Sta scelta assicura chì u CT funziona in u so intervallu più precisu. Per esempiu, un caricu di 90A funziona bè cù un CT di 100:5A.

Perchè una CT di misurazione ùn hè micca sicura per a prutezzione?

Un CT di misurazione si satura rapidamente durante un difettu. Ùn pò micca signalà a vera corrente di difettu à u relè di prutezzione. U relè ùn riesce tandu à fà scattà l'interruttore, ciò chì porta à a distruzzione di l'apparecchiatura è à gravi periculi per a sicurezza.

Un CT pò serve à tempu a misurazione è a prutezzione?

I CT di Classe Speciale X ponu serve tramindui i roli, ma u so cuncepimentu hè un compromessu. Per una sicurezza è una precisione ottimali, l'ingegneri installanu tipicamente dui CT dedicati è separati, unu per a misurazione è unu per a prutezzione.