Hagnýt samanburður á straumspennum fyrir mælingar vs. vernd

Nákvæmni verndar-CTNákvæmni verndar-CT snýst ekki um nákvæma reikningsfærslu heldur um fyrirsjáanlega afköst við bilun. Nákvæmni hennar er skilgreind sem „samsett villa“ við tiltekið margfeldi af málstraumi hennar. Algengur verndarflokkur er5P10.Þessi tilnefning skiptist þannig:

• 5Samsetta villan mun ekki fara yfir 5% við nákvæmnismörk.
• PÞessi bókstafur tilgreinir það sem verndarflokk CT.
• 10Þetta er nákvæmnistakmarkstuðullinn (ALF). Það þýðir að straumbreytirinn mun viðhalda tilgreindri nákvæmni allt að 10 sinnum málstraumi aðalstraumsins.

Í stuttu máli tryggir 5P10 CT að þegar aðalstraumurinn er 10 sinnum eðlilegur straumur, þá er merkið sem sent er til rofans enn innan við 5% af kjörgildinu, sem tryggir að rofinn taki rétta ákvörðun um útrás.

Byrði og VA-mat

Byrðier heildarrafmagnsálagið sem tengt er við aukatengi CT-sins, mælt í voltamperum (VA) eða ohmum (Ω). Sérhvert tæki og vír sem tengist CT-inu stuðlar að þessu álagi. Ef farið er yfir málálag CT-sins mun nákvæmni hans lækka.

Heildarbyrðin ersumma impedans allra íhlutaí aukarásinni:

• Viðnám CT-sins í eigin efri vafningu.
• Viðnám leiðsluvíranna sem tengja CT við tækið.
• Innri viðnám tengds tækis (mælis eða rofa).

Útreikningur á heildarálagi:Verkfræðingur getur reiknað út heildarálagið með formúlunni:Heildarbyrði (Ω) = CT vinda R (Ω) + Vír R (Ω) + tæki Z (Ω)Til dæmis, ef viðnám í aukavindingu straumbreytis er 0,08 Ω, tengivírarnir hafa 0,3 Ω viðnám og rofinn hefur impedans 0,02 Ω, þá er heildarálag rafrásarinnar 0,4 Ω. Þetta gildi verður að vera lægra en málálag straumbreytisins til þess að hann virki rétt.

Mæli-CT-ar hafa yfirleitt lága VA-gildi (t.d. 2,5 VA, 5 VA) vegna þess að þeir tengjast mælitækjum með háviðnámi og lága orkunotkun yfir stuttar vegalengdir. Verndar-CT-ar þurfa mun hærri VA-gildi (t.d. 15 VA, 30 VA) vegna þess að þeir verða að veita næga orku til að stjórna spólum verndarrofa með lægri viðnámi og meiri orkunotkun, oft yfir mun lengri kapallengdir. Að para ekki álag CT-sins rangt við raunverulegt álag rásarinnar er algeng villuvaldur bæði í mæli- og verndarakerfum.

Að skilja spennu í hnépunkti

Hnéspennan (KPV) er mikilvægur breyta sem á aðeins við um verndar-CT-a. Hún skilgreinir efri mörk nothæfs rekstrarsviðs CT-a áður en kjarni hans byrjar að mettast. Þetta gildi er nauðsynlegt til að tryggja að verndarrofinn fái áreiðanlegt merki við bilun með miklum straumi.

Verkfræðingar ákvarða KPV út frá örvunarkúrfu CT-sins, sem teiknar aukaörvunarspennuna á móti aukaörvunarstraumnum. „Hnéð“ er punkturinn á þessari kúrfu þar sem segulmagnaðir eiginleikar kjarnans breytast verulega.

HinnIEEE C57.13 staðallinnveitir nákvæma skilgreiningu á þessum punkti. Fyrir kjarna-CT án bils er hnépunkturinn þar sem snertill við ferilinn myndar 45 gráðu horn við lárétta ásinn. Fyrir kjarna-CT með bili er þetta horn 30 gráður. Þessi tiltekni punktur markar upphaf mettunar.

Þegar CT starfar undir hnéspennu sinni er kjarni hans í línulegu segulmagnað ástandi. Þetta gerir honum kleift að endurskapa nákvæmlega bilunarstrauminn fyrir tengda rofann. Hins vegar, þegar aukaspennan fer yfir KPV, fer kjarninn í mettun. Mettun, oft knúin áfram af miklum AC straumum og DC offset við bilun, veldur því að CT...segulmótstöðun lækkar verulegaSpennirinn getur ekki lengur endurspeglað aðalstrauminn nákvæmlega á aukahliðina.

Tengslin milli KPV og áreiðanleika verndar eru bein og mikilvæg:

• Punkturinn fyrir neðan hné:Kjarninn í rafstraumsmælingunni virkar línulega. Hann gefur nákvæma mynd af bilunarstraumnum til verndarrofa.
• Punktur fyrir ofan hné:Kjarninn mettast. Þetta leiðir til mikillar aukningar á segulstraumi og ólínulegri virkni, sem þýðir að CT-inn endurspeglar ekki lengur nákvæmlega raunverulegan bilunarstraum.
• Regluaðgerð:Verndarrofa þarf nákvæmt merki til að virka rétt. Ef straumbreytir mettast áður en hann getur tekið ákvörðun gæti hann ekki greint raunverulega stærð bilunarinnar, sem leiðir til seinkaðrar útlausnar eða algjörrar bilunar.
• Öryggi kerfisins:Þess vegna verður hnéspenna straumbreytisins að vera nægilega hærri en hámarks aukaspenna sem búist er við við bilun. Þetta tryggir að rofinn fái áreiðanlegt merki til að vernda dýran búnað.

Verkfræðingar reikna út nauðsynlegt KPV til að tryggja að CT haldist ómettuð við verstu hugsanlegu bilunarskilyrði. Einfölduð formúla fyrir þessa útreikninga er:

Nauðsynlegt KPV ≥ Ef × (Rct + Rb)

Hvar:

• If= Hámarks aukabilunarstraumur (Amper)
• Rct= Viðnám í aukavindu CT (óhm)
• Rb= Heildarálag á rafleiðara, raflögnum og tengingum (óhm)

Að lokum þjónar hnéspennan sem aðalvísirinn á getu verndar-CT til að gegna öryggishlutverki sínu undir miklu rafálagi.

Afkóðun á nafnplötum straumspennara

Nafnplata straumspennis inniheldur þjappaðan kóða sem skilgreinir afköst hans. Þessi bókstafa- og tölustafamerking er stytting fyrir verkfræðinga sem tilgreinir nákvæmni, notkun og rekstrarmörk íhlutsins. Að skilja þessa kóða er nauðsynlegt til að velja rétta tækið.

Túlkun mælinga CT flokka (t.d. 0,2, 0,5S, 1)

Mælingar á CT-flokkum eru skilgreindir með tölu sem táknar hámarks leyfilega prósentuvillu við málstrauminn. Lægri tala gefur til kynna meiri nákvæmni.

• 1. flokkur:Hentar fyrir almenna mælingu á spjaldi þar sem mikil nákvæmni er ekki mikilvæg.
• Flokkur 0.5:Notað fyrir viðskipta- og iðnaðarreikninga.
• Flokkur 0.2:Nauðsynlegt fyrir nákvæma tekjumælingu.

Sumir flokkar innihalda bókstafinn „S“. Heiti „S“ í IEC mælingaflokkum CT, eins og 0.2S og 0.5S, táknar mikla nákvæmni. Þessi tiltekna flokkun er almennt notuð í gjaldskrármælingum þar sem nákvæmar mælingar eru mikilvægar, sérstaklega við neðri enda straumsviðsins.

Túlkun á verndunar-CT flokkum (t.d. 5P10, 10P20)

Verndar-CT flokkar nota þriggja hluta kóða sem lýsir hegðun þeirra við bilun. Algengt dæmi er5P10.

Að brjóta niður 5P10 kóðann:

• 5Þessi fyrsta tala er hámarks samsetta villan í prósentum (5%) við nákvæmnismörkin.
• PBókstafurinn „P“ í flokkun eins og 5P10 táknar „verndarflokk“. Þetta gefur til kynna að straumbreytirinn sé fyrst og fremst hannaður fyrir verndarrofa frekar en nákvæmar mælingar.
• 10Þessi síðasta tala er nákvæmnistakmörkunarstuðullinn (ALF). Það þýðir að straumbreytirinn mun viðhalda tilgreindri nákvæmni sinni upp að bilunarstraumi sem er 10 sinnum nafnvirði hans.

Á sama hátt, a22:00flokks CT hefur samsett villumörk upp á 10% og nákvæmnismörk upp á20Í tilnefningu eins og 10P20 táknar talan '20' nákvæmnistakmörkunarstuðulinn. Þessi þáttur gefur til kynna að villubreytirinn haldist innan viðunandi marka þegar straumurinn er 20 sinnum hærri en málgildi hans. Þessi eiginleiki er mikilvægur til að tryggja að verndarrofa virki rétt við alvarlegar skammhlaupsaðstæður.

Leiðbeiningar um notkun: Að para CT við verkefnið

Val á viðeigandi straumspenni er ekki spurning um val heldur krafa sem ráðast af notkuninni. Mæli-CT veitir þá nákvæmni sem þarf fyrir fjárhagslegar færslur, en verndar-CT veitir þá áreiðanleika sem krafist er fyrir öryggi eigna. Að skilja hvar á að nota hverja gerð er grundvallaratriði fyrir trausta hönnun og rekstur rafkerfa.

Hvenær á að nota mælingar-CT

Verkfræðingar ættu að nota mæli-CT í öllum forritum þar sem nákvæm mæling á rafmagnsnotkun er aðalmarkmiðið. Þessi tæki eru grunnurinn að nákvæmri reikningsfærslu og orkustjórnun. Hönnun þeirra leggur áherslu á mikla nákvæmni við eðlileg álagsskilyrði.

Helstu notkunarsvið fyrir mælingar-CT eru meðal annars:

• Tekju- og gjaldskrármælingarVeitufyrirtæki nota nákvæmar straumbreytar (t.d. flokka 0.2S, 0.5S) til að innheimta reikninga fyrir heimili, fyrirtæki og iðnað. Nákvæmnin tryggir sanngjarnar og réttar fjárhagsfærslur.
• Orkustjórnunarkerfi (EMS)Starfsstöðvar nota þessar CT-mælingar til að fylgjast með orkunotkun í mismunandi deildum eða búnaði. Þessi gögn hjálpa til við að bera kennsl á óhagkvæmni og hámarka orkunotkun.
• Greining á aflgæðiAflgæðamælar þurfa nákvæmar inntaksupptökur til að greina vandamál eins og sveiflur og spennusveiflur. Fyrir þessar mælingar, sérstaklega í meðalspennukerfum, er tíðnisvörun spennisins mikilvæg. Nútímamælar gætu þurft áreiðanlegar upplýsingar að halda.allt að 9 kHz, sem krefst tíðni-bjartsýni spennubreyta til að fanga allt harmonískt litróf.

Athugasemd um val:Þegar CT er valinn fyrir aflmæli eða greiningartæki eru nokkrir þættir sem skipta máli.

• ÚttakssamrýmanleikiÚttak straumbreytisins (t.d. 333mV, 5A) verður að passa við inntakskröfur mælisins.
• Stærð hleðsluAmperasvið CT-sins ætti að vera í samræmi við áætlaða álagi til að viðhalda nákvæmni.
• Líkamlegt ástandCT-straumbreytirinn verður að passa líkamlega utan um leiðarann. Sveigjanlegar Rogowski-spólur eru hagnýt lausn fyrir stóra teina eða þröng rými.
• NákvæmniFyrir reikningagerð er nákvæmni upp á 0,5% eða betri staðlað. Fyrir almenna vöktun gæti 1% verið nægilegt.

Hvenær á að nota verndar-CT

Verkfræðingar verða að nota verndar-CT þar sem aðalmarkmiðið er að vernda starfsfólk og búnað fyrir ofstraumum og bilunum. Þessir CT eru hannaðir til að halda áfram að virka við mikla rafmagnsatburði og veita áreiðanlegt merki til verndarrofa.

Algengar notkunarmöguleikar fyrir verndar-CT eru meðal annars:

• Yfirstraums- og jarðvilluvörnÞessir CT-ar senda merki til rofa (eins og ANSI Device 50/51) sem greina fasa- eða jarðbilun. Rofinn sleppir síðan rofa til að einangra bilunina. Í meðalspennurofum, með því að nota sérstakan rofanúllraðar CTTil að vernda gegn jarðleka er oft mælt með því að nota leiftrandi tenginguþriggja fasa CT-vélarLeifar af tengingu geta leitt til falskra útleysinga vegna ójafnrar mettunar við ræsingu mótorsins eða fasabilana.
• MismunadrifsvörnÞessi kerfi verndar helstu eignir eins og spennubreyta og rafalstöðvar með því að bera saman strauma sem koma inn í og ​​fara út úr verndaða svæðinu. Það krefst samsvarandi verndarstraums.Nútíma stafrænar rafleiðarargetur bætt upp fyrir mismunandi CT tengingar (Wye eða Delta) og fasabreytingar með hugbúnaðarstillingum, sem býður upp á verulegan sveigjanleika í þessum flóknu kerfum.
• FjarlægðarverndÞessi aðferð, sem er notuð í flutningslínum, byggir á verndar-CT-um til að mæla viðnám við bilun. Mettun CT-um getur skekkt þessa mælingu og valdið því að rofinn metur staðsetningu bilunarinnar rangt. Þess vegna verður að hanna CT-um til að forðast mettun meðan á mælingunni stendur.

Samkvæmt ANSI C57.13 verður staðlaður verndandi CT að þola allt að20 sinnummældur straumur þess við bilun. Þetta tryggir að það geti sent nothæft merki til rofans þegar það skiptir mestu máli.

Mikill kostnaður við rangt val

Að nota ranga gerð af CT er alvarlegt mistök með alvarlegum afleiðingum. Virknismunurinn á mæli- og verndar-CT er ekki skiptanlegur og ósamræmi getur leitt til hættulegra og kostnaðarsömra afleiðinga.

• Notkun mælinga-CT til verndarÞetta er hættulegasta mistökin. Mæli-CT er hannaður til að mettast við lága ofstrauma til að vernda mælinn. Við stóra bilun mettast hann næstum samstundis. Mettaði CT mun ekki geta endurskapað háan bilunarstraum og verndarrofinn mun ekki sjá raunverulega stærð atviksins. Þetta getur leitt til seinkunar á útslætti eða algjörs bilunar, sem leiðir til stórfelldra skemmda á búnaði, eldsvoða og hættu fyrir starfsfólk. Til dæmis getur mettun CT valdið því að spennubreytir mismunadreifir verndarrofiilla starfandi, sem leiðir til óæskilegrar útrásar við utanaðkomandi bilun.
• Notkun verndar-CT til mælingaÞetta val leiðir til fjárhagslegrar ónákvæmni. Verndar-CT er ekki hannaður fyrir nákvæmni við venjulegan rekstrarstraum. Nákvæmnisflokkur hans (t.d. 5P10) tryggir afköst við hátt margfeldi af einkunn hans, ekki við neðri enda skalans þar sem flest kerfi starfa. Að nota hann til reikningsfærslu væri eins og að mæla sandkorn með mælistiku. Orkureikningarnir sem myndast yrðu ónákvæmir, sem leiddi til tekjutaps fyrir veituna eða ofhleðslu fyrir neytandann.

Alvarleg bilunartilvik:Í fjarlægðarverndarkerfum veldur CT-mettun rafleiðarans mælingu.hærri viðnámen raunverulegt gildi. Þetta styttir í raun verndarsvið rofans. Bilun sem ætti að lagfæra samstundis gæti talist fjarlægari bilun, sem veldur seinkaðri útrás. Þessi seinkun lengir álagið á rafkerfið og eykur líkur á útbreiddum skemmdum.

Kostnaðurinn við rangt val á CT fer að lokum langt fram úr verði íhlutsins sjálfs. Hann birtist í skemmdum á búnaði, rekstrarstöðvun, ónákvæmum fjárhagsskýrslum og skertu öryggi.

Getur einn tölvusnúningur þjónað bæði mælingum og vernd?

Þó að mælinga- og verndarstraumbreytar séu hannaðir aðskildir, þurfa verkfræðingar stundum eitt tæki til að framkvæma báðar aðgerðir. Þessi þörf leiddi til þróunar sérhæfðra tvíþættra spennubreyta, en þeir hafa sína kosti.

Tvöföld notkun (flokkur X) CT

Sérstakur flokkur, þekktur semNúverandi spennubreytir af flokki X eða PS, geta gegnt bæði mælingar- og verndarhlutverki. Þessi tæki eru ekki skilgreind með stöðluðum nákvæmnisflokkum eins og 5P10. Þess í stað er afköst þeirra skilgreind með mengi lykilbreyta sem verkfræðingur notar til að staðfesta hentugleika þeirra fyrir tiltekið verndarkerfi.

Samkvæmt IEC stöðlum, afköst flokks X CT eru skilgreind með:

• Metinn aðalstraumur
• Snúningshlutfall
• Hnépunktsspenna (KPV)
• Segulstraumur við tilgreinda spennu
• Viðnám í efri vafningi við 75°C

Þessir eiginleikar gera tækinu kleift að bjóða upp á mikla nákvæmni við mælingar við eðlilegar aðstæður en veita jafnframt fyrirsjáanlega hnéspennu fyrir áreiðanlega virkni rafleiðara við bilanir. Þau eru oft notuð í háviðnáms mismunadreifingarkerfum þar sem afköst verða að vera nákvæmlega þekkt.

Hagnýtar takmarkanir og málamiðlanir

Þrátt fyrir tilvist CT-rafhlöðu af flokki X er oft forðast að nota eitt tæki bæði til mælinga og verndar. Þessi tvö hlutverk hafa grundvallarmisvísandi kröfur.

Mæli-CT er hannaður til að metta snemma til að vernda viðkvæma mæla.verndar-CT er hannaðtil að standast mettun til að tryggja að rafleiðari geti greint bilun. Tvöfaldur tilgangur CT verður að finna málamiðlun milli þessara tveggja andstæðra markmiða.

Þessi málamiðlun þýðir að tvíþættur straumbreytir gæti ekki sinnt hvoru verkefninu eins vel og sérstakur búnaður. Hönnunin verður flóknari og dýrari. Fyrir flesta notkunarmöguleika er uppsetning tveggja aðskildra, sérhæfðra straumbreyta - einn fyrir mælingu og einn fyrir vörn - áreiðanlegri og hagkvæmari lausn. Þessi aðferð tryggir að bæði ...reikningskerfiog öryggiskerfið virkar án málamiðlana.

---

Valið á millimælingar og verndar-CT-arer skýr ákvörðun byggð á forgangsröðun í rekstri. Önnur tryggir nákvæmni við reikningsfærslu en hin tryggir áreiðanleika við bilun. Val á réttri gerð er óumdeilanlegt hvað varðar öryggi kerfisins, fjárhagslega nákvæmni og endingu búnaðar. Verkfræðingar verða alltaf að bera saman forskriftir CT-sins við þarfir tengds tækis.

Alokastaðfestingargátlistiinniheldur:

1. Ákvarða aðalstraumParaðu CT-hlutfallið við hámarksálag.
2. Reiknaðu byrði: Leggið saman álag allra tengdra íhluta.
3. Staðfesta nákvæmnisflokkVeldu réttan flokk fyrir mælingu eða vernd.

Algengar spurningar

Hvað gerist ef aukarás CT er skilin eftir opin?

Opin aukarás skapar hættulega háspennu. Aðalstraumurinn verður að segulstraumi sem mettar kjarnann. Þetta ástand getur eyðilagt CT-ið og valdið alvarlegri raflosti.

Öryggi fyrst:Gerið alltaf skammhlaup í aukatengjunum áður en tæki er aftengt frá rafrásinni.

Hvernig velja verkfræðingar rétta CT-hlutfallið?

Verkfræðingar velja hlutfall þar sem eðlilegur hámarksstraumur kerfisins er nálægt aðalgildi straumbreytisins. Þetta val tryggir að straumbreytinn starfi innan nákvæmasta sviðs síns. Til dæmis virkar 90A álag vel með 100:5A straumbreyti.

Af hverju er mælinga-CT óörugg til verndar?

Mæli-CT mettast hratt við bilun. Hann getur ekki tilkynnt raunverulegan bilunarstraum til verndarrofa. Rofanum tekst þá ekki að slökkva á rofanum, sem leiðir til skemmda á búnaði og alvarlegrar öryggishættu.

Getur einn CT þjónað bæði mælingu og vernd?

Sérstakir CT-ar af flokki X geta gegnt báðum hlutverkum, en hönnun þeirra er málamiðlun. Til að hámarka öryggi og nákvæmni setja verkfræðingar venjulega upp tvo aðskilda, sérstaka CT-a - einn fyrir mælingu og einn fyrir vörn.