Μια πρακτική σύγκριση μετασχηματιστών ρεύματος για μέτρηση έναντι προστασίας

Ακρίβεια CT προστασίαςΗ ακρίβεια του CT προστασίας δεν αφορά την ακριβή χρέωση, αλλά την προβλέψιμη απόδοση κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος. Η ακρίβειά του ορίζεται από ένα "σύνθετο σφάλμα" σε ένα καθορισμένο πολλαπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος. Μια κοινή κατηγορία προστασίας είναι5P10.Αυτός ο χαρακτηρισμός αναλύεται ως εξής:

• 5Το σύνθετο σφάλμα δεν θα υπερβαίνει το 5% στο όριο ακρίβειας.
• PΑυτό το γράμμα το χαρακτηρίζει ως κατηγορίας προστασίας CT.
• 10Αυτός είναι ο Συντελεστής Ορίου Ακρίβειας (ALF). Σημαίνει ότι ο μετασχηματιστής CT θα διατηρήσει την καθορισμένη ακρίβειά του έως και 10 φορές το ονομαστικό πρωτεύον ρεύμα του.

Εν ολίγοις, ένας μετασχηματιστής στροφών 5P10 εγγυάται ότι όταν το πρωτεύον ρεύμα είναι 10 φορές μεγαλύτερο από την κανονική του ονομαστική τιμή, το σήμα που αποστέλλεται στο ρελέ εξακολουθεί να είναι εντός 5% της ιδανικής τιμής, διασφαλίζοντας ότι το ρελέ λαμβάνει τη σωστή απόφαση διακοπής.

Αξιολόγηση Βάρους και VA

Βάροςείναι το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο που συνδέεται στους δευτερεύοντες ακροδέκτες του μετασχηματιστή στροφών (CT), μετρούμενο σε βολτ-αμπέρ (VA) ή ωμ (Ω). Κάθε συσκευή και καλώδιο που συνδέεται με τον μετασχηματιστή στροφών συμβάλλει σε αυτό το φορτίο. Η υπέρβαση του ονομαστικού φορτίου ενός μετασχηματιστή στροφών θα υποβαθμίσει την ακρίβειά του.

Το συνολικό βάρος είναιάθροισμα των σύνθετων αντιστάσεων όλων των συνιστωσώνστο δευτερεύον κύκλωμα:

• Η αντίσταση του δευτερεύοντος τυλίγματος του μετασχηματιστή στροφών.
• Η αντίσταση των καλωδίων που συνδέουν το CT με τη συσκευή.
• Η εσωτερική σύνθετη αντίσταση της συνδεδεμένης συσκευής (μετρητής ή ρελέ).

Υπολογισμός Συνολικού Βάρους:Ένας μηχανικός μπορεί να υπολογίσει το συνολικό φορτίο χρησιμοποιώντας τον τύπο:Συνολική επιβάρυνση (Ω) = Περιέλιξη CT R (Ω) + Καλώδιο R (Ω) + Συσκευή Z (Ω)Για παράδειγμα, εάν η αντίσταση του δευτερεύοντος τυλίγματος ενός μετασχηματιστή στροφών (CT) είναι 0,08 Ω, τα καλώδια σύνδεσης έχουν αντίσταση 0,3 Ω και το ρελέ έχει σύνθετη αντίσταση 0,02 Ω, το συνολικό φορτίο του κυκλώματος είναι 0,4 Ω. Αυτή η τιμή πρέπει να είναι μικρότερη από το ονομαστικό φορτίο του μετασχηματιστή στροφών για να λειτουργεί σωστά.

Οι CT μέτρησης έχουν συνήθως χαμηλές ονομαστικές τιμές VA (π.χ., 2,5 VA, 5 VA) επειδή συνδέονται με συσκευές μέτρησης υψηλής σύνθετης αντίστασης και χαμηλής κατανάλωσης σε μικρές αποστάσεις. Οι CT προστασίας απαιτούν πολύ υψηλότερες ονομαστικές τιμές VA (π.χ., 15 VA, 30 VA) επειδή πρέπει να παρέχουν αρκετή ισχύ για να λειτουργήσουν τα πηνία χαμηλότερης σύνθετης αντίστασης και υψηλότερης κατανάλωσης ενός προστατευτικού ρελέ, συχνά σε πολύ μεγαλύτερες διαδρομές καλωδίων. Η εσφαλμένη αντιστοίχιση της ονομαστικής τιμής φορτίου του CT με το πραγματικό φορτίο κυκλώματος είναι μια κοινή πηγή σφάλματος τόσο στα συστήματα μέτρησης όσο και στα συστήματα προστασίας.

Κατανόηση της τάσης του σημείου γόνατος

Η τάση σημείου γόνατος (KPV) είναι μια κρίσιμη παράμετρος αποκλειστικά για τους CT προστασίας. Ορίζει το ανώτερο όριο του ωφέλιμου εύρους λειτουργίας ενός CT πριν αρχίσει να κορένεται ο πυρήνας του. Αυτή η τιμή είναι απαραίτητη για να διασφαλιστεί ότι ένα προστατευτικό ρελέ λαμβάνει ένα αξιόπιστο σήμα κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος υψηλού ρεύματος.

Οι μηχανικοί καθορίζουν την τιμή KPV από την καμπύλη διέγερσης του CT, η οποία απεικονίζει την τάση δευτερεύουσας διέγερσης έναντι του ρεύματος δευτερεύουσας διέγερσης. Το "γόνατο" είναι το σημείο αυτής της καμπύλης όπου οι μαγνητικές ιδιότητες του πυρήνα αλλάζουν δραματικά.

ΟΠρότυπο IEEE C57.13παρέχει έναν ακριβή ορισμό για αυτό το σημείο. Για έναν αξονικό τομογράφο πυρήνα χωρίς διάκενο, το σημείο γόνατος είναι το σημείο όπου μια εφαπτομένη στην καμπύλη σχηματίζει γωνία 45 μοιρών με τον οριζόντιο άξονα. Για έναν αξονικό τομογράφο πυρήνα με διάκενο, αυτή η γωνία είναι 30 μοίρες. Αυτό το συγκεκριμένο σημείο σηματοδοτεί την έναρξη του κορεσμού.

Όταν ένας μετασχηματιστής μετασχηματιστή λειτουργεί κάτω από την τάση του σημείου γόνατος, ο πυρήνας του βρίσκεται σε γραμμική μαγνητική κατάσταση. Αυτό του επιτρέπει να αναπαράγει με ακρίβεια το ρεύμα σφάλματος για το συνδεδεμένο ρελέ. Ωστόσο, μόλις η δευτερεύουσα τάση υπερβεί το KPV, ο πυρήνας εισέρχεται σε κορεσμό. Ο κορεσμός, που συχνά προκαλείται από μεγάλα ρεύματα AC και μετατοπίσεις DC κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος, προκαλεί την τάση του μετασχηματιστή μετασχηματιστή.η σύνθετη αντίσταση μαγνήτισης να μειωθεί σημαντικάΟ μετασχηματιστής δεν μπορεί πλέον να ανακλάσει πιστά το πρωτεύον ρεύμα στη δευτερεύουσα πλευρά του.

Η σχέση μεταξύ KPV και αξιοπιστίας προστασίας είναι άμεση και κρίσιμη:

• Κάτω από το σημείο του γόνατος:Ο πυρήνας του CT λειτουργεί γραμμικά. Παρέχει μια ακριβή αναπαράσταση του ρεύματος σφάλματος στο προστατευτικό ρελέ.
• Πάνω από το σημείο του γόνατος:Ο πυρήνας κορεσμείται. Αυτό οδηγεί σε μεγάλη αύξηση του ρεύματος μαγνήτισης και σε μη γραμμική λειτουργία, που σημαίνει ότι ο CT δεν αντικατοπτρίζει πλέον με ακρίβεια το πραγματικό ρεύμα σφάλματος.
• Λειτουργία ρελέ:Τα προστατευτικά ρελέ χρειάζονται ένα ακριβές σήμα για να λειτουργήσουν σωστά. Εάν ένας μετασχηματιστής μετασχηματιστή (CT) κορεστεί πριν το ρελέ μπορέσει να λάβει απόφαση, το ρελέ ενδέχεται να μην ανιχνεύσει το πραγματικό μέγεθος του σφάλματος, με αποτέλεσμα την καθυστέρηση της διακοπής λειτουργίας ή την πλήρη αστοχία λειτουργίας.
• Ασφάλεια συστήματος:Επομένως, η τάση στο σημείο γόνατος του μετασχηματιστή CT πρέπει να είναι επαρκώς υψηλότερη από τη μέγιστη τάση δευτερεύοντος που αναμένεται κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος. Αυτό διασφαλίζει ότι το ρελέ λαμβάνει ένα αξιόπιστο σήμα για την προστασία ακριβού εξοπλισμού.

Οι μηχανικοί υπολογίζουν την απαιτούμενη KPV για να διασφαλίσουν ότι ο CT παραμένει ακόρεστος υπό τις χειρότερες συνθήκες σφάλματος. Ένας απλοποιημένος τύπος για αυτόν τον υπολογισμό είναι:

Απαιτούμενη KPV ≥ Εάν × (Rct + Rb)

Οπου:

• If= Μέγιστο δευτερεύον ρεύμα σφάλματος (Ampere)
• Rct= Αντίσταση δευτερεύοντος τυλίγματος CT (Ohms)
• Rb= Συνολικό φορτίο του ρελέ, της καλωδίωσης και των συνδέσεων (Ohms)

Τελικά, η τάση στο σημείο γόνατος χρησιμεύει ως ο κύριος δείκτης της ικανότητας ενός CT προστασίας να εκτελεί τη λειτουργία ασφαλείας του υπό ακραία ηλεκτρική καταπόνηση.

Αποκωδικοποίηση ονομασιών πινακίδας μετασχηματιστή ρεύματος

Μια πινακίδα τύπου μετασχηματιστή ρεύματος περιέχει έναν συμπαγή κωδικό που καθορίζει τις δυνατότητες απόδοσής του. Αυτός ο αλφαριθμητικός χαρακτηρισμός είναι μια συντομογραφία για τους μηχανικούς, που καθορίζει την ακρίβεια, την εφαρμογή και τα λειτουργικά όρια του εξαρτήματος. Η κατανόηση αυτών των κωδικών είναι απαραίτητη για την επιλογή της σωστής συσκευής.

Ερμηνεία κατηγοριών CT μέτρησης (π.χ., 0,2, 0,5S, 1)

Οι κλάσεις CT μέτρησης ορίζονται από έναν αριθμό που αντιπροσωπεύει το μέγιστο επιτρεπόμενο ποσοστό σφάλματος στο ονομαστικό ρεύμα. Ένας μικρότερος αριθμός υποδεικνύει υψηλότερο βαθμό ακρίβειας.

• Τάξη 1:Κατάλληλο για γενική μέτρηση σε πάνελ όπου η υψηλή ακρίβεια δεν είναι κρίσιμη.
• Κλάση 0.5:Χρησιμοποιείται για εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές χρέωσης.
• Κλάση 0.2:Απαιτείται για μέτρηση εσόδων υψηλής ακρίβειας.

Ορισμένες κατηγορίες περιλαμβάνουν το γράμμα «S». Ο χαρακτηρισμός «S» στις κατηγορίες CT μέτρησης IEC, όπως 0,2S και 0,5S, υποδηλώνει υψηλή ακρίβεια. Αυτή η συγκεκριμένη ταξινόμηση χρησιμοποιείται γενικά σε εφαρμογές μέτρησης τιμολογίων όπου οι ακριβείς μετρήσεις είναι κρίσιμες, ειδικά στο κάτω άκρο του εύρους ρεύματος.

Ερμηνεία κατηγοριών προστασίας CT (π.χ., 5P10, 10P20)

Οι κλάσεις CT προστασίας χρησιμοποιούν έναν τριμερή κώδικα που περιγράφει τη συμπεριφορά τους κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος. Ένα συνηθισμένο παράδειγμα είναι5P10.

Αναλύοντας τον κώδικα 5P10:

• 5Αυτός ο πρώτος αριθμός είναι το μέγιστο σύνθετο σφάλμα σε ποσοστό (5%) στο όριο ακρίβειας.
• PΤο γράμμα «P» σε μια ταξινόμηση όπως η 5P10 υποδηλώνει «Κλάση προστασίας». Αυτό υποδεικνύει ότι ο μετασχηματιστής CT έχει σχεδιαστεί κυρίως για εφαρμογές προστατευτικής αναμετάδοσης και όχι για ακριβείς μετρήσεις.
• 10Αυτός ο τελευταίος αριθμός είναι ο Συντελεστής Ορίου Ακρίβειας (ALF). Σημαίνει ότι ο μετασχηματιστής CT θα διατηρήσει την καθορισμένη ακρίβειά του έως ένα ρεύμα σφάλματος που είναι 10 φορές η ονομαστική του τιμή.

Ομοίως, ένα10P20Η κλάση CT έχει σύνθετο όριο σφάλματος 10% και συντελεστή ορίου ακρίβειας20Σε μια ονομασία όπως το 10P20, ο αριθμός «20» υποδηλώνει τον συντελεστή ορίου ακρίβειας. Αυτός ο συντελεστής υποδεικνύει ότι το σφάλμα του μετασχηματιστή θα παραμείνει εντός αποδεκτών ορίων όταν το ρεύμα είναι 20 φορές η ονομαστική του τιμή. Αυτή η δυνατότητα είναι κρίσιμη για να διασφαλιστεί ότι τα προστατευτικά ρελέ λειτουργούν σωστά σε συνθήκες σοβαρού βραχυκυκλώματος.

Οδηγός Εφαρμογής: Αντιστοίχιση του CT με την Εργασία

Η επιλογή του κατάλληλου Μετασχηματιστή Ρεύματος δεν είναι θέμα προτίμησης, αλλά απαίτηση που υπαγορεύεται από την εφαρμογή. Ένας CT μέτρησης παρέχει την ακρίβεια που απαιτείται για τις οικονομικές συναλλαγές, ενώ ένας CT προστασίας παρέχει την αξιοπιστία που απαιτείται για την ασφάλεια των περιουσιακών στοιχείων. Η κατανόηση του πού πρέπει να εφαρμοστεί κάθε τύπος είναι θεμελιώδης για τον ορθό σχεδιασμό και λειτουργία του ηλεκτρικού συστήματος.

Πότε να χρησιμοποιήσετε αξονική τομογραφία μέτρησης

Οι μηχανικοί θα πρέπει να χρησιμοποιούν έναν CT μέτρησης σε οποιαδήποτε εφαρμογή όπου η ακριβής παρακολούθηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας είναι ο πρωταρχικός στόχος. Αυτές οι συσκευές αποτελούν τη βάση της ακριβούς χρέωσης και της διαχείρισης ενέργειας. Ο σχεδιασμός τους δίνει προτεραιότητα στην υψηλή ακρίβεια υπό κανονικές συνθήκες φορτίου.

Οι βασικές εφαρμογές για τους CT μέτρησης περιλαμβάνουν:

• Μέτρηση Εσόδων & ΤιμολογίωνΟι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας χρησιμοποιούν CT υψηλής ακρίβειας (π.χ., Κλάση 0.2S, 0.5S) για την χρέωση οικιακών, εμπορικών και βιομηχανικών πελατών. Η ακρίβεια διασφαλίζει δίκαιες και σωστές οικονομικές συναλλαγές.
• Συστήματα Διαχείρισης Ενέργειας (EMS)Οι εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν αυτούς τους CT για την παρακολούθηση της κατανάλωσης ενέργειας σε διαφορετικά τμήματα ή τμήματα εξοπλισμού. Αυτά τα δεδομένα βοηθούν στον εντοπισμό ανεπαρκειών και στη βελτιστοποίηση της χρήσης ενέργειας.
• Ανάλυση Ποιότητας ΙσχύοςΟι αναλυτές ποιότητας ισχύος απαιτούν ακριβείς εισόδους για τη διάγνωση προβλημάτων όπως αρμονικές και πτώσεις τάσης. Για αυτές τις μετρήσεις, ειδικά σε συστήματα μέσης τάσης, η απόκριση συχνότητας του μετασχηματιστή οργάνων είναι κρίσιμη. Οι σύγχρονοι αναλυτές ενδέχεται να χρειάζονται αξιόπιστα δεδομένα.έως 9 kHz, απαιτώντας μετασχηματιστές βελτιστοποιημένων ως προς τη συχνότητα για τη λήψη ενός πλήρους αρμονικού φάσματος.

Σημείωση σχετικά με την επιλογή:Όταν επιλέγετε έναν CT για ένα μετρητή ισχύος ή έναν αναλυτή, αρκετοί παράγοντες είναι κρίσιμοι.

• Συμβατότητα εξόδουΗ έξοδος του CT (π.χ., 333mV, 5A) πρέπει να ταιριάζει με τις απαιτήσεις εισόδου του μετρητή.
• Μέγεθος φορτίουΤο εύρος έντασης του CT θα πρέπει να ευθυγραμμίζεται με το αναμενόμενο φορτίο για να διατηρείται η ακρίβεια.
• Φυσική ΚατάστασηΟ μετασχηματιστής στροφών (CT) πρέπει να εφαρμόζει φυσικά γύρω από τον αγωγό. Τα εύκαμπτα πηνία Rogowski αποτελούν μια πρακτική λύση για μεγάλους ζυγούς ή στενούς χώρους.
• ΑκρίβειαΓια την χρέωση, η τυπική ακρίβεια είναι 0,5% ή καλύτερη. Για γενική παρακολούθηση, το 1% μπορεί να είναι αρκετό.

Πότε να χρησιμοποιείτε προστατευτικό CT

Οι μηχανικοί πρέπει να χρησιμοποιούν έναν CT προστασίας όπου ο πρωταρχικός στόχος είναι η προστασία του προσωπικού και του εξοπλισμού από υπερρεύματα και σφάλματα. Αυτοί οι CT έχουν σχεδιαστεί για να παραμένουν λειτουργικοί κατά τη διάρκεια ακραίων ηλεκτρικών συμβάντων, παρέχοντας ένα αξιόπιστο σήμα σε ένα προστατευτικό ρελέ.

Οι συνήθεις εφαρμογές για τους CT προστασίας περιλαμβάνουν:

• Προστασία από υπερένταση και γείωσηΑυτά τα CT τροφοδοτούν σήματα σε ρελέ (όπως η συσκευή ANSI 50/51) που ανιχνεύουν σφάλματα φάσης ή γείωσης. Στη συνέχεια, το ρελέ ενεργοποιεί έναν διακόπτη κυκλώματος για να απομονώσει το σφάλμα. Σε διακόπτες μέσης τάσης, χρησιμοποιώντας έναν ειδικόαξονική τομογραφία μηδενικής ακολουθίαςγια προστασία από σφάλμα γείωσης συνιστάται συχνά σε μια υπολειπόμενη σύνδεσητριφασικοί CTΜια υπολειπόμενη σύνδεση μπορεί να οδηγήσει σε ψευδή σφάλματα λόγω άνισου κορεσμού κατά την εκκίνηση του κινητήρα ή σφαλμάτων φάσης.
• Διαφορική προστασίαΑυτό το σχήμα προστατεύει σημαντικά περιουσιακά στοιχεία όπως μετασχηματιστές και γεννήτριες συγκρίνοντας τα ρεύματα που εισέρχονται και εξέρχονται από την προστατευόμενη ζώνη. Απαιτεί αντίστοιχα σύνολα CT προστασίας.Σύγχρονα ψηφιακά ρελέμπορεί να αντισταθμίσει τις διαφορετικές συνδέσεις CT (Wye ή Delta) και τις μετατοπίσεις φάσης μέσω των ρυθμίσεων λογισμικού, προσφέροντας σημαντική ευελιξία σε αυτά τα πολύπλοκα σχήματα.
• Προστασία από απόστασηΧρησιμοποιείται σε γραμμές μεταφοράς και βασίζεται σε CT προστασίας για τη μέτρηση της σύνθετης αντίστασης σε ένα σφάλμα. Ο κορεσμός του CT μπορεί να παραμορφώσει αυτήν τη μέτρηση, με αποτέλεσμα το ρελέ να υπολογίσει εσφαλμένα τη θέση του σφάλματος. Επομένως, ο CT πρέπει να σχεδιαστεί έτσι ώστε να αποφεύγεται ο κορεσμός για όλη τη διάρκεια της μέτρησης.

Σύμφωνα με το ANSI C57.13, ένας τυπικός προστατευτικός CT πρέπει να αντέχει έως και20 φορέςτο ονομαστικό ρεύμα του κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος. Αυτό διασφαλίζει ότι μπορεί να παρέχει ένα χρησιμοποιήσιμο σήμα στο ρελέ όταν αυτό έχει τη μεγαλύτερη σημασία.

Το υψηλό κόστος της λανθασμένης επιλογής

Η χρήση λανθασμένου τύπου CT είναι ένα κρίσιμο σφάλμα με σοβαρές συνέπειες. Οι λειτουργικές διαφορές μεταξύ των CT μέτρησης και προστασίας δεν είναι εναλλάξιμες και μια αναντιστοιχία μπορεί να οδηγήσει σε επικίνδυνα και δαπανηρά αποτελέσματα.

• Χρήση CT μέτρησης για προστασίαΑυτό είναι το πιο επικίνδυνο λάθος. Ένας CT μέτρησης έχει σχεδιαστεί για κορεσμό σε χαμηλά υπερρεύματα για την προστασία του μετρητή. Κατά τη διάρκεια ενός μεγάλου σφάλματος, θα κορεστεί σχεδόν αμέσως. Ο κορεσμένος CT δεν θα μπορέσει να αναπαράγει το υψηλό ρεύμα σφάλματος και το προστατευτικό ρελέ δεν θα δει το πραγματικό μέγεθος του συμβάντος. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε καθυστέρηση της διακοπής ή σε πλήρη βλάβη λειτουργίας, με αποτέλεσμα καταστροφικές ζημιές στον εξοπλισμό, πυρκαγιά και κίνδυνο για το προσωπικό. Για παράδειγμα, ο κορεσμός του CT μπορεί να προκαλέσει βλάβη σε ένα ρελέ διαφορικής προστασίας μετασχηματιστή.κακολειτουργώ, οδηγώντας σε ανεπιθύμητο σφάλμα κατά τη διάρκεια εξωτερικού σφάλματος.
• Χρήση CT προστασίας για μέτρησηΑυτή η επιλογή οδηγεί σε οικονομική ανακρίβεια. Ένας CT προστασίας δεν έχει σχεδιαστεί για ακρίβεια σε κανονικά ρεύματα λειτουργίας. Η κλάση ακρίβειάς του (π.χ., 5P10) εγγυάται απόδοση σε υψηλά πολλαπλάσια της αξιολόγησής του, όχι στο χαμηλότερο άκρο της κλίμακας όπου λειτουργούν τα περισσότερα συστήματα. Η χρήση του για χρέωση θα ήταν σαν να μετράτε έναν κόκκο άμμου με ένα μέτρο. Οι λογαριασμοί ενέργειας που προκύπτουν θα ήταν ανακριβείς, οδηγώντας σε απώλεια εσόδων για την εταιρεία κοινής ωφέλειας ή σε υπερχρέωση για τον καταναλωτή.

Ένα κρίσιμο σενάριο αποτυχίας:Σε σχήματα προστασίας από απόσταση, ο κορεσμός CT προκαλεί τη μέτρηση ενόςυψηλότερη σύνθετη αντίστασηαπό την πραγματική τιμή. Αυτό μειώνει αποτελεσματικά την προστατευτική εμβέλεια του ρελέ. Ένα σφάλμα που θα έπρεπε να διορθωθεί αμέσως μπορεί να θεωρηθεί ως πιο μακρινό σφάλμα, προκαλώντας καθυστερημένη διακοπή. Αυτή η καθυστέρηση παρατείνει την καταπόνηση στο ηλεκτρικό σύστημα και αυξάνει την πιθανότητα εκτεταμένων ζημιών.

Τελικά, το κόστος μιας λανθασμένης επιλογής CT υπερβαίνει κατά πολύ την τιμή του ίδιου του εξαρτήματος. Εκδηλώνεται με καταστροφή εξοπλισμού, διακοπή λειτουργίας, ανακριβή οικονομικά αρχεία και παραβίαση της ασφάλειας.

Μπορεί ένας CT να εξυπηρετήσει τόσο τη μέτρηση όσο και την προστασία;

Ενώ οι μετασχηματιστές μέτρησης και προστασίας έχουν ξεχωριστά σχέδια, οι μηχανικοί μερικές φορές απαιτούν μία μόνο συσκευή για να εκτελέσουν και τις δύο λειτουργίες. Αυτή η ανάγκη οδήγησε στην ανάπτυξη εξειδικευμένων μετασχηματιστών διπλής χρήσης, αλλά συνοδεύονται από συγκεκριμένους συμβιβασμούς.

Το CT διπλής χρήσης (Κλάση Χ)

Μια ειδική κατηγορία, γνωστή ωςΜετασχηματιστής ρεύματος κατηγορίας X ή PS, μπορούν να εξυπηρετήσουν τόσο ρόλους μέτρησης όσο και προστασίας. Αυτές οι συσκευές δεν ορίζονται από τυπικές κλάσεις ακρίβειας όπως το 5P10. Αντίθετα, η απόδοσή τους καθορίζεται από ένα σύνολο βασικών παραμέτρων που χρησιμοποιεί ένας μηχανικός για να επαληθεύσει την καταλληλότητά τους για ένα συγκεκριμένο σχήμα προστασίας.

Σύμφωνα με τα πρότυπα IEC, η απόδοση ενός CT Κλάσης X ορίζεται από:

• Ονομαστικό πρωτεύον ρεύμα
• Αναλογία στροφών
• Τάση σημείου γόνατος (KPV)
• Ρεύμα μαγνήτισης στην καθορισμένη τάση
• Αντίσταση δευτερεύοντος τυλίγματος στους 75°C

Αυτά τα χαρακτηριστικά επιτρέπουν στη συσκευή να προσφέρει υψηλή ακρίβεια μέτρησης υπό κανονικές συνθήκες, παρέχοντας παράλληλα μια προβλέψιμη τάση σημείου γόνατος για αξιόπιστη λειτουργία του ρελέ κατά τη διάρκεια σφαλμάτων. Χρησιμοποιούνται συχνά σε συστήματα διαφορικής προστασίας υψηλής σύνθετης αντίστασης όπου η απόδοση πρέπει να είναι επακριβώς γνωστή.

Πρακτικοί περιορισμοί και συμβιβασμοί

Παρά την ύπαρξη CT Κλάσης Χ, η χρήση μίας μόνο συσκευής τόσο για μέτρηση όσο και για προστασία συχνά αποφεύγεται. Οι δύο λειτουργίες έχουν θεμελιωδώς αντικρουόμενες απαιτήσεις.

Ένας CT μέτρησης έχει σχεδιαστεί για να κορένει νωρίς για να προστατεύει τους ευαίσθητους μετρητές. AΤο CT προστασίας έχει σχεδιαστείνα αντισταθεί στον κορεσμό για να διασφαλίσει ότι ένα ρελέ μπορεί να ανιχνεύσει ένα σφάλμα. Ένας μετασχηματιστής CT διπλής χρήσης πρέπει να συμβιβάζεται μεταξύ αυτών των δύο αντίθετων στόχων.

Αυτός ο συμβιβασμός σημαίνει ότι ένας μετασχηματιστής CT διπλής χρήσης ενδέχεται να μην εκτελεί καμία από τις δύο εργασίες τόσο καλά όσο μια ειδική μονάδα. Ο σχεδιασμός γίνεται πιο περίπλοκος και ακριβός. Για τις περισσότερες εφαρμογές, η εγκατάσταση δύο ξεχωριστών, εξειδικευμένων μετασχηματιστών CT - ενός για μέτρηση και ενός για προστασία - είναι η πιο αξιόπιστη και οικονομικά αποδοτική λύση. Αυτή η προσέγγιση διασφαλίζει ότι και τα δύοσύστημα χρέωσηςκαι το σύστημα ασφαλείας λειτουργεί χωρίς συμβιβασμούς.

---

Η επιλογή μεταξύCT μέτρησης και προστασίαςείναι μια σαφής απόφαση που βασίζεται στην λειτουργική προτεραιότητα. Το ένα παρέχει ακρίβεια στην τιμολόγηση, ενώ το άλλο διασφαλίζει την αξιοπιστία κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος. Η επιλογή του σωστού τύπου δεν είναι διαπραγματεύσιμη για την ασφάλεια του συστήματος, την οικονομική ακρίβεια και τη μακροζωία του εξοπλισμού. Οι μηχανικοί πρέπει πάντα να διασταυρώνουν τις προδιαγραφές του μετασχηματιστή CT με τις ανάγκες της συνδεδεμένης συσκευής.

ΕΝΑλίστα ελέγχου τελικής επαλήθευσηςπεριλαμβάνει:

1. Προσδιορίστε το πρωτεύον ρεύμα: Αντιστοιχίστε την αναλογία CT στο μέγιστο φορτίο.
2. Υπολογισμός Βάρους: Αθροίστε το φορτίο όλων των συνδεδεμένων στοιχείων.
3. Επαλήθευση Κλάσης ΑκρίβειαςΕπιλέξτε τη σωστή κλάση για μέτρηση ή προστασία.

Συχνές ερωτήσεις

Τι συμβαίνει εάν το δευτερεύον κύκλωμα ενός μετασχηματιστή στροφών (CT) παραμείνει ανοιχτό;

Ένα ανοιχτό δευτερεύον κύκλωμα δημιουργεί επικίνδυνη υψηλή τάση. Το πρωτεύον ρεύμα μετατρέπεται σε μαγνητικό ρεύμα, κορεσμό του πυρήνα. Αυτή η κατάσταση μπορεί να καταστρέψει τον μετασχηματιστή στροφών (CT) και ενέχει σοβαρό κίνδυνο ηλεκτροπληξίας.

Η ασφάλεια πάνω απ' όλα:Να βραχυκυκλώνετε πάντα τους δευτερεύοντες ακροδέκτες πριν αποσυνδέσετε οποιοδήποτε όργανο από το κύκλωμα.

Πώς επιλέγουν οι μηχανικοί τη σωστή αναλογία CT;

Οι μηχανικοί επιλέγουν μια αναλογία όπου το κανονικό μέγιστο ρεύμα του συστήματος είναι κοντά στην κύρια ονομαστική τιμή του μετασχηματιστή στροφών (CT). Αυτή η επιλογή διασφαλίζει ότι ο μετασχηματιστής στροφών (CT) λειτουργεί εντός του ακριβέστερου εύρους του. Για παράδειγμα, ένα φορτίο 90A λειτουργεί καλά με έναν μετασχηματιστή στροφών 100:5A.

Γιατί ένας CT μέτρησης δεν είναι ασφαλής για προστασία;

Ένας μετρούμενος CT κορεσμείται γρήγορα κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος. Δεν μπορεί να αναφέρει το πραγματικό ρεύμα σφάλματος στο προστατευτικό ρελέ. Στη συνέχεια, το ρελέ αποτυγχάνει να ενεργοποιήσει τον διακόπτη, με αποτέλεσμα την καταστροφή του εξοπλισμού και σοβαρούς κινδύνους για την ασφάλεια.

Μπορεί ένας CT να εξυπηρετεί τόσο τη μέτρηση όσο και την προστασία;

Οι ειδικοί μετασχηματιστές CT κατηγορίας X μπορούν να εξυπηρετήσουν και τους δύο ρόλους, αλλά ο σχεδιασμός τους είναι ένας συμβιβασμός. Για βέλτιστη ασφάλεια και ακρίβεια, οι μηχανικοί συνήθως εγκαθιστούν δύο ξεχωριστούς, ειδικούς μετασχηματιστές CT - έναν για μέτρηση και έναν για προστασία.