مبانی ترانسفورماتور جریان الکتریکی برای اندازه‌گیری دقیق

مبانی ترانسفورماتور جریان الکتریکی برای اندازه‌گیری دقیق

ترانسفورماتورهای جریان الکتریکی (CT) ستون فقرات رله‌های حفاظتی و کنتورهای اندازه‌گیری دقیق هستند. این ترانسفورماتورها جریان‌های بالا را به مقادیر قابل مدیریت کاهش می‌دهند و تناسب و روابط فازی را برای دستگاه‌های اندازه‌گیری حفظ می‌کنند. با هوشمندتر شدن شبکه‌ها و افزایش سطح اتصال کوتاه، طراحی CT باید دقت، حدود اشباع و استحکام عایقی را با هم متعادل کند.

تعریف سریع: ترانسفورماتور جریان الکتریکی دستگاهی است که جریان اولیه را با جریان ثانویه کاهش‌یافته و استاندارد شده (معمولاً ۱ آمپر یا ۵ آمپر) بازتولید می‌کند و در عین حال تناسب و وفاداری فاز را برای تجهیزات اندازه‌گیری یا حفاظتی حفظ می‌کند.

نکات کلیدی پروژه

• ترانسفورماتورهای جریان الکتریکی مطابق استانداردهای IEC 61869-2 و IEEE C57.13 از نظر دقت و ایمنی عمل می‌کنند.
• ماده هسته، اندازه پنجره و بار، عملکرد ترانسفورماتور جریان (CT) را در شرایط عادی و اضافه‌بار تعیین می‌کنند.
• شرکت Enwei Electric ترانسفورماتورهای جریان ولتاژ متوسط و کم را تولید می‌کند که برای حفاظت، اندازه‌گیری و یکپارچه‌سازی دیجیتال طراحی شده‌اند.
• مرجع‌های خارجی از IEC، IEEE و NERC در تعیین مشخصات فنی و تلاش‌ها برای انطباق نقش دارند.

دلیل توجه ویژه به ترانسفورماتورهای جریان الکتریکی چیست

سیستم‌های مدرن برق، منابع تولید انرژی تجدیدپذیر، تولید پراکنده و درایوهای متغیر فرکانس بزرگ را یکپارچه می‌کنند. این تغییرات جریان‌های هارمونیک و رویدادهای گذرایی ایجاد می‌کنند که دقت ترانسفورماتور جریان (CT) را به چالش می‌کشند. مهندسان حفاظت به دنبال ترانسفورماتورهایی هستند که در هنگام اضافه‌بار دچار اشباع نشوند، در حالی که مدیران انرژی به دنبال دقت درجه درآمدی برای صورتحساب و مدیریت بار هستند.

ملاحظات امنیت سایبر-فیزیکی نیازمند ترانسفورماتورهای جریان (CT) با محفظه‌های مقاوم در برابر دستکاری و خروجی‌های دیجیتال سازگار با پلتفرم‌های اتوماسیون است. شرکت‌های توزیع برق و بهره‌برداران صنعتی در حال ارتقای ترانسفورماتورهای جریان به مدل‌هایی با عایق‌بندی بهتر، کلاس‌های دقت بالاتر و تشخیص‌های داخلی هستند.

اصول کارکرد ترانسفورماتورهای جریان الکتریکی

ترانسفورماتورهای جریان الکتریکی بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می‌کنند. هادی اولیه از میان هسته CT عبور می‌کند و شار مغناطیسی را به نسبت جریان ایجاد می‌کند. سیم‌پیچ‌های ثانویه جریان کاهش‌یافته‌ای تولید می‌کنند که هنگام اعمال بار نامی، شکل موج جریان اولیه را تقلید می‌کند.

اشباع زمانی رخ می‌دهد که شار مغناطیسی از ظرفیت هسته فراتر رود و منجر به اعوجاج جریان ثانویه و عملکرد نادرست رله‌ها شود. انتخاب مواد مناسب برای هسته — مانند فولاد سیلیسی جهت‌دار یا آلیاژهای نانوبلورین — به حفظ خطی‌بودن، به‌ویژه در ترانسفورماتورهای حفاظتی که با جریان‌های اضافه بالا روبرو می‌شوند، کمک می‌کند.

استانداردها و الزامات دقت

تیم‌های تخصصی باید به‌طور نزدیک از استانداردهای بین‌المللی پیروی کنند:

• IEC 61869-2:2012 — الزامات ترانسفورماتورهای جریان را شامل کلاس‌های دقت، محدودیت‌های حرارتی و آزمون‌های عایقی تعریف می‌کند. منبع: کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک
• IEEE C57.13-2016 — الزامات استاندارد برای ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری در آمریکای شمالی ارائه می‌دهد. منبع: انجمن استانداردهای IEEE
• NERC PRC-005 — شامل نگهداری سیستم حفاظتی است، از جمله فواصل زمانی آزمون تی‌سی (CT). منبع: شرکت ملی قابلیت اطمینان برق آمریکای شمالی

این منابع اطمینان می‌دهند که تی‌سی‌ها (CT) در محیط‌های مختلف شبکه، هم دقت و هم ایمنی لازم را فراهم کنند.

جدول مقایسه طراحی

سناریوهای کاربردی

حفاظت پست: نیازمند ترانسفورماتورهای جریان با دقت بالا است که در برابر جریان اتصال کوتاه بدون اشباع باقی بمانند تا رله‌های دیفرانسیلی و فاصله به‌درستی عمل کنند.

اندازه‌گیری صنعتی: به ترانسفورماتورهای جریان فشرده با هسته‌های قابل برداشتن متکی است که حول شینه‌ها در تجهیزات ولتاژ پایین جای می‌گیرند و دقت کلاس 0.5S را حفظ می‌کنند.

نيروگاه‌های تجدیدپذیر: از ترانسفورماتورهای جریان مقاوم در برابر هارمونیک‌ها و گذرای سریع ناشی از منابع مبتنی بر اینورتر استفاده می‌کنند که اغلب دارای خروجی دیجیتال هستند.

ساختمان های تجاری: استفاده از ترانسفورماتورهای جریان نوع تقسیم‌شونده در پروژه‌های بازسازی شده برای نظارت بر مصرف انرژی بدون قطع خدمات.

ادغام ترانسفورماتورهای جریان در سیستم‌های برق

ترانسفورماتورهای جریان الکتریکی با رله‌های حفاظتی، کنتورها و سیستم‌های SCADA ارتباط برقرار می‌کنند. علامت‌گذاری صحیح قطبیت و اتصال به زمین برای جلوگیری از خطاهای اندازه‌گیری ضروری است. مهندسان باید بار ظاهری (بردن) را محاسبه کنند تا اطمینان حاصل شود که ترانسفورماتورهای جریان در محدوده کلاس دقت خود کار می‌کنند و در این محاسبه طول سیم‌کشی، ورودی‌های رله و تجهیزات کمکی در نظر گرفته می‌شوند.

پروژه‌های پست دیجیتال ممکن است از ترانسفورماتورهای ابزار غیرمتعارف (NCIT) با المان‌های فیبر نوری یا روگوفسکی استفاده کنند. شرکت Enwei Electric از خروجی‌های ترانسفورماتور جریان هم در نوع متعارف و هم دیجیتال پشتیبانی می‌کند تا با معماری‌های ترکیبی سازگار باشد.

راهبردهای نگهداری و آزمایش

آزمایش‌های دوره‌ای شامل بررسی نسبت تبدیل، آزمایش‌های مغناطیس‌کنندگی و ارزیابی بار ظاهری است. اندازه‌گیری مقاومت عایقی می‌تواند نشان‌دهنده وجود رطوبت یا کاهش عملکرد عایقی باشد. شرکت‌های برق معمولاً نگهداری ترانسفورماتورهای جریان را مطابق با استاندارد NERC PRC-005 یا سیاست‌های داخلی خود برنامه‌ریزی می‌کنند تا عملکرد قابل اعتماد سیستم حفاظتی تضمین شود.

بررسی‌های مادون قرمز و نظارت بر تخلیه جزئی می‌توانند اتصالات شل یا نقص‌های عایقی در ترانسفورماتورهای جریان ولتاژ متوسط را شناسایی کنند. نتایج آزمون‌های ثبت‌شده، ممیزی‌های انطباق و بهبود مستمر را پشتیبانی می‌کنند.

چک لیست مهندس

• هدف از ترانسفورماتور جریان (حفاظت، اندازه‌گیری یا هر دو) را مشخص کنید و کلاس دقت مناسب را انتخاب نمایید.
• بار ظاهری را شامل سیم‌کشی، ورودی دستگاه‌ها و تصحیح‌های دمای محیط محاسبه کنید.
• سطح عایق‌بندی، رتبه حرارتی و روش اتصال به زمین سیم‌پیچ ثانویه را تأیید کنید.
• دسترسی در حین نصب و نگهداری را برنامه‌ریزی کنید و طرح‌های تقسیم‌شده یا بدون هسته را در نظر بگیرید.
• انتخاب ترانسفورماتور جریان را با تنظیمات رله‌های حفاظتی و الزامات اندازه‌گیری هماهنگ کنید.

محصولات ترانسفورماتور جریان شرکت انوی

شرکت Enwei Electric طیف کاملی از ترانسفورماتورهای جریان را تولید می‌کند، از مدل‌های ولتاژ پایین مانند LMZJ1-0.66 برای تابلوها تا واحدهای ولتاژ متوسط مانند LZZBJ9-35 و LZZBJW-40.5. خط تولید محصولات را در https://www.enweielectric.com/products/current-transformers. راه‌حل‌های مکمل ترانسفورماتور در https://www.enweielectric.com/products/transformersو گزینه‌های کلیدزنی در https://www.enweielectric.com/products/switchgearادغام بدون وقفه را تضمین می‌کند.

سوالات متداول مهندسی درباره ترانسفورماتورهای جریان الکتریکی

چرا ترانسفورماتورهای جریان اشباع می‌شوند؟

اشباع ترانسفورماتور جریان زمانی رخ می‌دهد که شار مغناطیسی از ظرفیت هسته فراتر رود، معمولاً در جریان‌های خطا بالا یا بار اضافی، که منجر به اعوجاج موج و عملکرد نادرست رله می‌شود.

برای کاربردهای اندازه‌گیری، چه کلاس دقتی باید انتخاب کنم؟

اندازه‌گیری درآمد اغلب نیازمند ترانسفورماتورهای جریان کلاس 0.2 یا 0.2S است تا خطای اندازه‌گیری پایین در محدوده وسیعی از جریان حفظ شود.

شرکت Enwei Electric چگونه پروژه‌های ترانسفورماتور جریان را پشتیبانی می‌کند؟

شرکت Enwei Electric مهندسی کاربردی، سفارشی‌سازی محصول و مدارک آزمون نوع را برای ترانسفورماتورهای جریان مورد استفاده در پست‌های برق، کارخانه‌های صنعتی و تأسیسات تجاری فراهم می‌کند.

دعوت به اقدام: ترانسفورماتورهای جریان دقیق را با Enwei Electric به کار بگیرید

ترانسفورماتورهای جریان الکتریکی دقیق، تجهیزات را محافظت کرده و داده‌های انرژی را تأیید می‌کنند. با شرکت Enwei Electric همکاری کنید تا به طراحی‌های معتبر CT، مهندسی پاسخگو و راهکارهای توزیع یکپارچه دست یابید. امروز با شرکت Enwei Electric تماس بگیرید تا CTهای سفارشی‌سازی‌شده برای نیازهای حفاظتی و اندازه‌گیری خود را مشخص کنید.

کاربردهای پروژه

نمونه‌های واقعی از نصب و هایلایت‌های گالری را در محورهای محصولات Enwei Electric مشاهده کنید:

• راه‌حل‌های ترانسفورماتور برای پروژه‌های توزیع و صنعتی.
• پورتفولیوهای تجهیزات سوئیچگیر شامل اتاق‌های کنترل ولتاژ متوسط و پایین.
• محدوده ترانسفورماتورهای جریان که به اندازه‌گیری دقیق و حفاظت کمک می‌کنند.
• ایستگاه‌های فرعی پیش‌ساخته که ترانسفورماتورها، تجهیزات سوئیچگیر و تابلوها را یکپارچه می‌کنند.