Өлшеу және қорғау үшін ток трансформаторларын практикалық салыстыру

Қорғау КТ дәлдігіҚорғау КТ дәлдігі нақты есепшотқа қатысты емес, ақаулық кезінде болжамды өнімділікке қатысты. Оның дәлдігі оның номиналды токының көрсетілген еселігінде «композициялық қате» арқылы анықталады. Жалпы қорғаныс класы болып табылады5P10.Бұл белгілеу келесідей бөлінеді:

• 5: Құрама қате дәлдік шегінде 5% аспайды.
• P: Бұл хат оны CT қорғаныс класы ретінде белгілейді.
• 10: Бұл дәлдік шекті факторы (ALF). Бұл КТ өзінің белгіленген дәлдігін номиналды бастапқы токтан 10 есеге дейін сақтайды дегенді білдіреді.

Қысқаша айтқанда, 5P10 CT бастапқы ток қалыпты номинациясынан 10 есе жоғары болғанда, релеге жіберілетін сигнал әлі де идеал мәннен 5% шегінде болатынына кепілдік береді, бұл реле дұрыс сапар туралы шешім қабылдауын қамтамасыз етеді.

Жүктеме және VA рейтингі

Жүктемевольт-ампермен (VA) немесе оммен (Ω) өлшенген КТ қайталама терминалдарына қосылған жалпы электр жүктемесі болып табылады. КТ-ға қосылған әрбір құрылғы мен сым осы жүктемеге ықпал етеді. КТ-ның номиналды жүктемесінен асып кету оның дәлдігін төмендетеді.

Жалпы ауыртпалық – бұлбарлық құрамдастардың кедергілерінің қосындысыекінші реттік тізбекте:

• КТ-ның өзіндік қайталама орамасының кедергісі.
• КТ-ны құрылғыға қосатын жетекші сымдардың кедергісі.
• Қосылған құрылғының ішкі кедергісі (метр немесе реле).

Жалпы жүктемені есептеу:Инженер жалпы жүктемені формула бойынша есептей алады:Жалпы жүктеме (Ω) = CT орамасы R (Ω) + сым R (Ω) + құрылғы Z (Ω)Мысалы, егер КТ қайталама орамасының кедергісі 0,08 Ом болса, қосылатын сымдардың кедергісі 0,3 Ом, ал реленің кедергісі 0,02 Ом болса, тізбектің жалпы жүктемесі 0,4 Ом болады. Бұл мән дұрыс жұмыс істеуі үшін CT-ның номиналды жүктемесінен аз болуы керек.

Өлшеу КТ әдетте төмен VA көрсеткіштеріне ие (мысалы, 2,5 VA, 5 VA), өйткені олар қысқа қашықтықтағы жоғары кедергісі бар, аз тұтынатын өлшеу құрылғыларына қосылады. Қорғаныс КТ-лары әлдеқайда жоғары VA көрсеткіштерін қажет етеді (мысалы, 15 ВА, 30 VA), себебі олар қорғаныс релесінің төмен кедергісі бар, көп тұтынылатын катушкаларын, көбінесе әлдеқайда ұзағырақ кабельдік жүрістерде жұмыс істеу үшін жеткілікті қуат беруі керек. КТ жүктеме дәрежесін нақты тізбек жүктемесіне қате сәйкестендіру өлшеу және қорғау схемаларында жиі кездесетін қателік көзі болып табылады.

Тізе нүктесінің кернеуін түсіну

Тізе нүктесінің кернеуі (KPV) қорғаныс КТ-ларына ғана тән маңызды параметр болып табылады. Ол КТ пайдалы жұмыс диапазонының жоғарғы шегін оның өзегі қанықтыра бастағанға дейін анықтайды. Бұл мән қорғаныс релесі жоғары ток ақауы кезінде сенімді сигнал алуын қамтамасыз ету үшін маңызды.

Инженерлер KPV-ны КТ қозу қисығы бойынша анықтайды, ол қайталама қоздырғыш токқа қарсы қайталама қоздырғыш кернеуді көрсетеді. «Тізе» - бұл қисық сызықтағы ядроның магниттік қасиеттері күрт өзгеретін нүкте.

TheIEEE C57.13 стандартыосы пунктке нақты анықтама береді. Саңылаусыз негізгі КТ үшін тізе нүктесі қисыққа жанама көлденең осьпен 45 градус бұрыш түзетін жер болып табылады. Кесілген КТ үшін бұл бұрыш 30 градус. Бұл нақты нүкте қанығудың басталуын белгілейді.

КТ тізе кернеуінен төмен жұмыс істегенде, оның өзегі сызықтық магниттік күйде болады. Бұл оған қосылған реле үшін ақаулық тогын дәл шығаруға мүмкіндік береді. Дегенмен, қайталама кернеу KPV-ден асқаннан кейін, ядро ​​қанықтылыққа енеді. Көбінесе ақаулық кезінде үлкен айнымалы ток токтарымен және тұрақты ток ығысуымен қозғалатын қанықтылық КТ тудырады.магниттелу кедергісі айтарлықтай төмендейді. Трансформатор енді бастапқы токты екінші жағына шынайы көрсете алмайды.

KPV мен қорғаныс сенімділігі арасындағы байланыс тікелей және маңызды:

• Тізе нүктесінен төмен:КТ өзегі сызықты түрде жұмыс істейді. Ол қорғаныс релесіне ақаулық токтың нақты көрінісін береді.
• Тізе нүктесінен жоғары:Өзегі қанықтырады. Бұл магниттелетін токтың және сызықты емес жұмыстың үлкен өсуіне әкеледі, яғни CT енді шынайы ақаулық токты дәл көрсетпейді.
• Реле жұмысы:Қорғаныс релелері дұрыс жұмыс істеуі үшін дәл сигнал қажет. Егер реле шешім қабылдамай тұрып КТ қанықса, реле ақаулықтың шын мәнін анықтай алмауы мүмкін, бұл кешіктірілген шығуға немесе толық жұмыс істемеуіне әкеледі.
• Жүйе қауіпсіздігі:Сондықтан КТ тізе нүктесінің кернеуі ақаулық кезінде күтілетін ең жоғары қайталама кернеуден жеткілікті жоғары болуы керек. Бұл реле қымбат жабдықты қорғау үшін сенімді сигнал алуын қамтамасыз етеді.

Ең нашар ақаулық жағдайында КТ қанықпаған күйде қалуын қамтамасыз ету үшін инженерлер қажетті KPV есептейді. Бұл есептеудің жеңілдетілген формуласы:

Міндетті KPV ≥ Егер × (Rct + Rb)

Қайда:

• If= Максималды қайталама ақаулық ток (Ампер)
• Rct= КТ қайталама орамасының кедергісі (Ом)
• Rb= Реленің, сымдардың және қосылымдардың жалпы жүктемесі (Ом)

Сайып келгенде, Тізе нүктесінің кернеуі қорғаныс КТ-ның төтенше электр кернеуі кезінде қауіпсіздік функциясын орындау қабілетінің негізгі көрсеткіші ретінде қызмет етеді.

Ток трансформаторының тақтайшаларының белгілеулерін декодтау

Ағымдық трансформатордың тақтайшасында оның өнімділік мүмкіндіктерін анықтайтын ықшам код бар. Бұл әріптік-сандық белгі құрамдас бөліктің дәлдігін, қолданылуын және пайдалану шектерін көрсететін инженерлерге арналған стенографиялық тіл болып табылады. Бұл кодтарды түсіну дұрыс құрылғыны таңдау үшін өте маңызды.

Өлшеу КТ сыныптарын интерпретациялау (мысалы, 0,2, 0,5S, 1)

Өлшеу КТ кластары номиналды ток кезінде максималды рұқсат етілген пайыздық қатені көрсететін санмен анықталады. Кіші сан жоғары дәлдік дәрежесін көрсетеді.

• 1-сынып:Жоғары дәлдік маңызды емес жерде жалпы панельді өлшеуге жарамды.
• Сынып 0.5:Коммерциялық және өнеркәсіптік есеп айырысу қолданбалары үшін қолданылады.
• 0.2 сынып:Табысты жоғары дәлдікпен есептеу үшін қажет.

Кейбір сыныптарға «S» әрпі кіреді. 0,2S және 0,5S сияқты IEC өлшеу CT сыныптарындағы «S» белгісі жоғары дәлдікті білдіреді. Бұл ерекше жіктеу, әдетте, дәл өлшеулер маңызды болып табылатын тарифтік есептеу қолданбаларында, әсіресе ағымдағы диапазонның төменгі жағында қолданылады.

Қорғау КТ сыныптарын интерпретациялау (мысалы, 5P10, 10P20)

Қорғау CT сыныптары ақаулық кезінде олардың әрекетін сипаттайтын үш бөліктен тұратын кодты пайдаланады. Жалпы мысал5P10.

5P10 кодын бөлшектеу:

• 5: Бұл бірінші сан дәлдік шегінде пайызбен (5%) ең үлкен құрама қателік болып табылады.
• P: 5P10 сияқты классификациядағы "P" әрпі "Қорғау сыныбын" білдіреді. Бұл КТ ең алдымен дәл өлшеуге емес, қорғаныс релелік қолданбаларға арналғанын көрсетеді.
• 10: Бұл соңғы сан дәлдік шекті факторы (ALF). Бұл КТ өзінің көрсетілген дәлдігін номиналды номиналдан 10 есе асатын ақаулық токқа дейін сақтайды дегенді білдіреді.

Сол сияқты, А10P20CT сыныбында 10% құрама қателік шегі және дәлдік шекті коэффициенті бар20. 10P20 сияқты белгілеуде '20' саны дәлдіктің шекті коэффициентін білдіреді. Бұл коэффициент ток күші оның номиналды мәнінен 20 есе көп болған кезде трансформатордың қателігі қолайлы шектерде сақталатынын көрсетеді. Бұл мүмкіндік қысқа тұйықталудың ауыр жағдайларында қорғаныс релелерінің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін өте маңызды.

Қолдану нұсқаулығы: КТ-ны тапсырмаға сәйкестендіру

Сәйкес ток трансформаторын таңдау артықшылық мәселесі емес, қолданбаның талабы. Өлшеу КТ қаржылық транзакциялар үшін қажетті дәлдікті қамтамасыз етеді, ал қорғаныс КТ актив қауіпсіздігі үшін қажетті сенімділікті қамтамасыз етеді. Әрбір түрді қайда қолдану керектігін түсіну электр жүйесінің дұрыс дизайны мен жұмысының негізі болып табылады.

Өлшеу КТ қашан пайдалану керек

Инженерлер электр энергиясын тұтынуды дәл қадағалау басты мақсат болып табылатын кез келген қолданбада өлшеу КТ қолдануы керек. Бұл құрылғылар нақты есеп айырысу мен энергияны басқарудың негізі болып табылады. Олардың дизайны қалыпты жүктеме жағдайында жоғары дәлдікке басымдық береді.

Өлшеу КТ үшін негізгі қолданбаларға мыналар жатады:

• Табыстар мен тарифтерді есептеу: Коммуналдық қызметтер тұрғын үй, коммерциялық және өнеркәсіптік тұтынушыларға есеп айырысу үшін жоғары дәлдіктегі КТ пайдаланады (мысалы, 0.2S, 0.5S класы). Дәлдік әділ және дұрыс қаржылық операцияларды қамтамасыз етеді.
• Энергияны басқару жүйелері (EMS): Нысандар осы КТ-ларды әртүрлі бөлімдер немесе жабдық бөліктері бойынша энергия тұтынуды бақылау үшін пайдаланады. Бұл деректер тиімсіздіктерді анықтауға және энергияны пайдалануды оңтайландыруға көмектеседі.
• Қуат сапасын талдау: Қуат сапасының анализаторлары гармоника және кернеудің төмендеуі сияқты мәселелерді диагностикалау үшін дәл кірістерді қажет етеді. Бұл өлшеулер үшін, әсіресе орташа кернеулі жүйелерде, аспап трансформаторының жиілік реакциясы өте маңызды. Қазіргі анализаторларға сенімді деректер қажет болуы мүмкін9 кГц дейін, толық гармоникалық спектрді түсіру үшін жиілікті оңтайландырылған трансформаторларды талап етеді.

Таңдау туралы ескерту:Қуат өлшегіш немесе анализатор үшін КТ таңдағанда, бірнеше факторлар маңызды.

• Шығару үйлесімділігі: КТ шығысы (мысалы, 333 мВ, 5А) есептегіштің кіріс талаптарына сәйкес болуы керек.
• Жүктеме өлшемі: Дәлдігін сақтау үшін КТ ток күшінің ауқымы күтілетін жүктемеге сәйкес келуі керек.
• Дене шынықтыру: КТ физикалық түрде өткізгішке сәйкес келуі керек. Икемді Rogowski катушкалары үлкен шиналар немесе тар кеңістіктер үшін практикалық шешім болып табылады.
• Дәлдік: Төлем үшін 0,5% немесе одан жоғары дәлдік стандартты болып табылады. Жалпы бақылау үшін 1% жеткілікті болуы мүмкін.

Қорғаныс КТ қашан қолдану керек

Инженерлер негізгі мақсат персонал мен жабдықты шамадан тыс ток пен ақаулардан қорғау болып табылатын жерде қорғаныс КТ қолдануы керек. Бұл КТ қорғаныс релесіне сенімді сигнал бере отырып, төтенше электрлік оқиғалар кезінде жұмыс істеуге арналған.

Қорғау КТ үшін жалпы қолданбаларға мыналар жатады:

• Асқын ток және жерге тұйықталудан қорғау: Бұл КТ сигналдарды фазалық немесе жерге тұйықталуларды анықтайтын релелерге (мысалы, ANSI құрылғысы 50/51) береді. Содан кейін реле ақаулықты оқшаулау үшін автоматты ажыратқышты іске қосады. Орташа вольтты тарату құрылғыларында, арнаулынөлдік тізбекті КТжерге тұйықталудан қорғау үшін көбінесе қалдық қосылым арқылы ұсыныладыүш фазалы КТ. Қозғалтқышты іске қосу немесе фазалық ақаулар кезіндегі қанықтылықтың бірдей болмауына байланысты қалдық қосылым жалған ағытуларға әкелуі мүмкін.
• Дифференциалды қорғаныс: Бұл схема қорғалған аймаққа кіретін және шығатын токтарды салыстыру арқылы трансформаторлар мен генераторлар сияқты негізгі активтерді қорғайды. Ол сәйкес келетін қорғаныс КТ жинақтарын қажет етеді.Қазіргі цифрлық релелерәртүрлі CT қосылымдарын (Wye немесе Delta) және фазалық жылжуларды бағдарламалық құрал параметрлері арқылы өтей алады, бұл күрделі схемаларда айтарлықтай икемділік береді.
• Қашықтықтан қорғау: Беріліс желілерінде пайдаланылады, бұл схема ақаулық кедергісін өлшеу үшін қорғаныс КТ-ларына сүйенеді. КТ қанықтығы бұл өлшемді бұрмалап, реле ақаудың орнын дұрыс бағаламауына себеп болуы мүмкін. Сондықтан КТ өлшеу ұзақтығына қанықпау үшін жобалануы керек.

ANSI C57.13 сәйкес стандартты қорғаныс КТ дейін төзімді болуы керек20 ретоның ақаулық кезіндегі номиналды тогы. Бұл оның ең маңызды кезде релеге қолдануға болатын сигналды жеткізуін қамтамасыз етеді.

Дұрыс емес таңдаудың жоғары құны

КТ дұрыс емес түрін пайдалану ауыр салдары бар маңызды қате болып табылады. Өлшеу және қорғау КТ арасындағы функционалдық айырмашылықтар өзара алмастырылмайды және сәйкессіздік қауіпті және қымбат нәтижелерге әкелуі мүмкін.

• Қорғау үшін өлшеу КТ пайдалану: Бұл ең қауіпті қате. Өлшеу КТ өлшегішті қорғау үшін төмен артық токтарда қанықтыруға арналған. Үлкен ақаулық кезінде ол бірден дерлік қанықтырады. Қаныққан КТ жоғары ақаулық токты шығара алмайды, ал қорғаныс релесі оқиғаның шынайы шамасын көрмейді. Бұл сапардың кешіктірілуіне немесе толық жұмыс істемеуіне, нәтижесінде жабдықтың апатты зақымдалуына, өртке және қызметкерлерге қауіп төндіруі мүмкін. Мысалы, КТ қанықтығы трансформатордың дифференциалды қорғаныс релесін тудыруы мүмкіндұрыс жұмыс істемеу, сыртқы ақаулық кезінде қажетсіз апатқа әкеледі.
• Өлшеу үшін қорғаныс КТ пайдалану: Бұл таңдау қаржылық дәлсіздікке әкеледі. Қорғаныс КТ қалыпты жұмыс токтарындағы дәлдікке арналмаған. Оның дәлдік класы (мысалы, 5P10) көптеген жүйелер жұмыс істейтін шкаланың төменгі жағында емес, оның рейтингінің жоғары еселік мәндерінде өнімділікке кепілдік береді. Оны есеп айырысу үшін пайдалану өлшем бірлігімен құм түйірін өлшеумен бірдей болар еді. Алынған қуат шоттары дұрыс емес болады, бұл коммуналдық қызмет үшін кіріс жоғалтуға немесе тұтынушы үшін артық ақы төлеуге әкеледі.

Сыни сәтсіздік сценарийі:Қашықтықтан қорғау схемаларында КТ қанықтығы релені өлшеуге әкеледіжоғары кедергінақты мәннен гөрі. Бұл реленің қорғаныс қол жетімділігін тиімді түрде қысқартады. Бірден жойылуы керек ақау алыстағы ақау ретінде қарастырылып, сапардың кешігуіне себеп болуы мүмкін. Бұл кідіріс электр жүйесіндегі кернеуді ұзартады және кең таралған зақымдалу мүмкіндігін арттырады.

Сайып келгенде, дұрыс емес КТ таңдау құны құрамдас бөліктің бағасынан әлдеқайда асып түседі. Ол жабдықтың бұзылуынан, жұмыстың тоқтап қалуынан, дұрыс емес қаржылық есептерден және қауіпсіздіктің бұзылуынан көрінеді.

Бір КТ өлшеуге де, қорғауға да қызмет ете ала ма?

Өлшеу және қорғау КТ-ларының әртүрлі конструкциялары болғанымен, инженерлер кейде екі функцияны да орындау үшін бір құрылғыны қажет етеді. Бұл қажеттілік мамандандырылған қос мақсатты трансформаторлардың дамуына әкелді, бірақ олар нақты келіссөздермен келеді.

Қос мақсатты (X класы) КТ

деп аталатын арнайы санатX класы немесе PS класы ток трансформаторы, өлшеу және қорғау рөлдерінің екеуіне де қызмет ете алады. Бұл құрылғылар 5P10 сияқты стандартты дәлдік кластарымен анықталмаған. Оның орнына, олардың өнімділігі инженер олардың белгілі бір қорғаныс схемасына жарамдылығын тексеру үшін пайдаланатын негізгі параметрлер жиынтығымен анықталады.

IEC стандарттарына сәйкес, X класты КТ өнімділігі келесімен анықталады:

• Номиналды бастапқы ток
• Айналу коэффициенті
• Тізе нүктесінің кернеуі (KPV)
• Белгіленген кернеудегі магниттелетін ток
• 75 ° C кезінде екінші реттік орама кедергісі

Бұл сипаттамалар құрылғыға қалыпты жағдайларда өлшеудің жоғары дәлдігін ұсынуға мүмкіндік береді, сонымен қатар ақаулар кезінде реленің сенімді жұмысы үшін болжамды тізе нүктесі кернеуін қамтамасыз етеді. Олар көбінесе өнімділік дәл белгілі болуы керек жоғары кедергісі бар дифференциалды қорғаныс схемаларында қолданылады.

Практикалық шектеулер және айырбастар

X класындағы КТ-лардың болуына қарамастан, өлшеу және қорғау үшін бір құрылғыны пайдалану жиі болдырмайды. Екі функцияның түбегейлі қарама-қайшы талаптары бар.

Өлшеу КТ сезімтал өлшегіштерді қорғау үшін ерте қанықтыруға арналған. Ақорғаныс КТ құрастырылғанреле ақаулықты анықтай алатынын қамтамасыз ету үшін қанықтылыққа қарсы тұру. Қос мақсатты КТ осы екі қарама-қарсы мақсат арасында ымыраға келу керек.

Бұл ымыра екі мақсатты КТ тапсырманы да, арнайы блокты да орындай алмауы мүмкін дегенді білдіреді. Дизайн күрделірек және қымбатқа түседі. Қолданбалардың көпшілігі үшін екі бөлек, мамандандырылған КТ орнату - біреуі өлшеуге арналған, екіншісі қорғаныс үшін - сенімдірек және үнемді шешім. Бұл тәсіл екінің де болуын қамтамасыз етедіесеп айырысу жүйесіжәне қауіпсіздік жүйесі ымырасыз жұмыс істейді.

---

арасындағы таңдауөлшеу және қорғау КТоперациялық басымдыққа негізделген нақты шешім болып табылады. Біреуі есеп айырысу дәлдігін қамтамасыз етеді, ал екіншісі ақаулық кезінде сенімділікті қамтамасыз етеді. Дұрыс түрін таңдау жүйе қауіпсіздігі, қаржылық дәлдік және жабдықтың ұзақ қызмет ету мерзімі үшін келіспейді. Инженерлер әрқашан КТ техникалық сипаттамаларын қосылған құрылғының қажеттіліктерімен салыстыруы керек.

Атүпкілікті тексеру тізімімыналарды қамтиды:

1. Бастапқы токты анықтаңыз: CT қатынасын максималды жүктемеге сәйкестендіріңіз.
2. Жүктемені есептеңіз: Барлық қосылған құрамдастардың жүктемесін қосыңыз.
3. Дәлдік сыныбын тексеріңіз: Өлшеу немесе қорғау үшін дұрыс сыныпты таңдаңыз.

Жиі қойылатын сұрақтар

КТ қайталама тізбегі ашық қалса не болады?

Ашық қайталама тізбек қауіпті жоғары кернеуді тудырады. Бастапқы ток магниттелетін токқа айналады, ядроны қанықтырады. Бұл жағдай КТ-ны бұзуы мүмкін және ауыр соққы қаупін тудырады.

Ең алдымен қауіпсіздік:Кез келген құралды тізбектен ажыратпас бұрын әрқашан қосымша терминалдарды қысқа тұйықталыңыз.

Инженерлер дұрыс КТ қатынасын қалай таңдайды?

Инженерлер жүйенің қалыпты максималды тогы КТ негізгі рейтингіне жақын болатын қатынасты таңдайды. Бұл таңдау КТ ең дәл диапазонында жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Мысалы, 90А жүктемесі 100:5А КТ-мен жақсы жұмыс істейді.

Өлшеу КТ неге қорғау үшін қауіпті?

Өлшеу КТ ақаулық кезінде тез қанықтырады. Ол қорғаныс релесіне шын ақаулық тогын хабарлай алмайды. Содан кейін реле сөндіргішті тоқтатпайды, бұл жабдықтың бұзылуына және үлкен қауіпсіздік қауіптеріне әкеледі.

Бір КТ өлшеуге де, қорғауға да қызмет ете алады ма?

Арнайы X класындағы КТ екі рөлге де қызмет ете алады, бірақ олардың дизайны ымыраға келеді. Оңтайлы қауіпсіздік пен дәлдік үшін инженерлер әдетте екі бөлек, арнайы КТ орнатады – біреуі өлшеуге және екіншісі қорғанысқа арналған.