Panduan Reka Bentuk Transformer Arus untuk Perlindungan dan Pengukuran

Panduan Reka Bentuk Transformer Arus untuk Perlindungan dan Pengukuran

Transformer arus (CT) adalah peranti tepat yang menukar arus utama kepada nilai sekunder piawai untuk geganti dan meter. Mereka bentuk CT melibatkan keseimbangan prestasi magnetik, had terma, dan kekuatan mekanikal untuk memenuhi keperluan ketepatan di bawah pelbagai keadaan operasi.

Takrifan Pantas: Reka bentuk transformer arus adalah proses kejuruteraan pemilihan bahan teras, konfigurasi lilitan, dan sistem penebatan untuk menghasilkan semula arus utama dengan tepat pada nilai sekunder yang diskalakan.

Perkara Utama Projek

• Reka bentuk CT mesti selaras dengan piawaian IEC 61869-2 dan IEEE C57.13 dari segi ketepatan, keselamatan, dan pengujian.
• Keterlaluan teras, saiz beban, dan prestasi haba menentukan kebolehpercayaan CT semasa kerosakan.
• Enwei Electric menawarkan CT yang direkabentuk khusus untuk perlindungan, pengeMeteran, dan aplikasi stesen janama digital.
• Rujukan luaran daripada IEC, IEEE, dan NERC membimbing spesifikasi, ujian, dan protokol penyelenggaraan.

Menentukan Objektif Reka Bentuk

Pereka terlebih dahulu mengklarifikasi sama ada CT berfungsi untuk perlindungan, pengeMeteran, atau kedua-duanya. CT perlindungan memberi keutamaan kepada prestasi transien dan voltan titik lut tinggi untuk mengelakkan keterlaluan semasa kerosakan. CT pengeMeteran memberi fokus kepada ketepatan merentasi julat beban. Keadaan persekitaran, batasan pemasangan, dan integrasi dengan gear suis mempengaruhi pilihan geometri dan penebatan.

Prinsip Litar Magnet

Teras CT membentuk litar magnet yang mengarahkan fluks yang dihasilkan oleh arus primer. Keluasan keratan rentas teras dan panjang laluan magnet menentukan arus pengmagnetan dan ciri-ciri saturasi. Pereka menggunakan bahan berketelusan tinggi untuk meminimumkan arus pengmagnetan, memastikan arus sekunder mengikuti bentuk gelombang primer.

Lapangan udara, yang sering tidak diingini, mungkin diperkenalkan secara sengaja dalam CT khas untuk mengawal saturasi. Walau bagaimanapun, lapangan ini meningkatkan arus pengmagnetan dan mengurangkan kejituan, maka ia mesti dimodelkan dengan teliti.

Penyelarasan Piawaian dan Rujukan

• IEC 61869-2:2012 — Memberikan kelas kejituan, had haba, dan prosedur ujian. Sumber: IEC
• IEEE C57.13-2016 — Merangkumi keperluan transformer instrumen di Amerika Utara. Sumber: IEEE
• NERC PRC-005 — Menggariskan selang penyelenggaraan bagi komponen sistem perlindungan. Sumber: NERC

Pematuhan memastikan CT memenuhi jangkaan kejituan global dan keperluan audit peraturan.

Pengiraan Reka Bentuk Teras

Pereka mengira keluasan keratan teras menggunakan ketumpatan fluks maksimum yang dibenarkan bagi bahan yang dipilih, dengan mengambil kira arus primer, nisbah lilitan, dan frekuensi. Ketumpatan fluks mesti kekal di bawah ambang saturasi dalam keadaan kerosakan puncak.

Voltan titik-lutut dikira berdasarkan ciri-ciri teras dan nisbah lilitan, memastikan CT perlindungan mengekalkan output apabila litar sekunder mengalami beban tinggi. Jurutera juga menentukan arus magnetan dan lengkung pengujaan untuk mengesahkan ketepatan dalam kelas yang ditentukan.

Pertimbangan Lilitan dan Beban

Reka bentuk lilitan sekunder melibatkan pemilihan saiz konduktor dan bilangan lilitan untuk mencapai nisbah yang diingini sambil menangani beban terma. Rintangan lilitan dan regangan bocor menyumbang kepada beban keseluruhan dan mesti diminimumkan.

Pengiraan beban termasuk peranti yang disambungkan—meter, geganti—ditambah rintangan pendawaian. Jumlah beban mesti kekal di bawah nilai kadar untuk mengekalkan ketepatan. Sesetengah rekabentuk menggabungkan beberapa lilitan sekunder bagi litar perlindungan dan pengeMeteran yang berasingan.

Pemilihan Bahan Teras dan Lilitan

CT perlindungan kerap menggunakan keluli silikon terarah butir atau bahan nanokristaline bagi ketumpatan fluks saturasi yang tinggi. CT pengeMeteran mungkin menggunakan aloi amorfus untuk memperbaiki ketepatan pada arus rendah. Penebatan lilitan sekunder menggunakan dawai tembaga bersalut enamel, ditambah dengan lapisan epoksi, Mylar, atau Nomex bergantung kepada kelas voltan.

Rekabentuk mekanikal merangkumi struktur sokongan, rangka pengapit, dan penyegelana resin untuk menahan daya litar pintas. CT luar memerlukan perumah kalis cuaca, manakala CT dalaman disepadukan dengan kompartmen gear suis.

Prestasi Terma dan Mekanikal

CT menghasilkan haba melalui kehilangan tembaga dan histeresis teras. Pemodelan termal memastikan kenaikan suhu kekal dalam had IEC. Pereka mungkin menggunakan perumahan epoksi tuang atau rendaman minyak untuk menyebarkan haba secara berkesan.

Daya litar pintas boleh melebihi beberapa kN, terutamanya dalam aplikasi arus tinggi. Rangka CT, pendakap sokongan, dan penebat mesti menahan tekanan mekanikal untuk mengelakkan ubah bentuk atau kegagalan penebatan.

Pengujian dan Pengesahan

Prototaip CT menjalani ujian rutin, ujian jenis, dan ujian khas: ujian ketepatan nisbah, semakan kekutuban, ujian penebatan, ketahanan arus jangka pendek, dan ukuran pelepasan separa. Lengkung pengujaan mengesahkan voltan titik lutut, manakala ujian kenaikan suhu mengesahkan rekabentuk terma.

Alat pemodelan digital, seperti analisis unsur terhingga (FEA), membantu mengesahkan taburan fluks magnetik dan tekanan mekanikal sebelum ujian fizikal. Makmal Enwei Electric mencatat data untuk mengesahkan pematuhan dengan spesifikasi pelanggan dan piawaian antarabangsa.

Senarai Semak Jurutera untuk Reka Bentuk Pemalar Arus

• Kenal pasti aplikasi: perlindungan, pencatatan meter, atau gabungan.
• Pilih bahan teras dan tentukan keluasan keratan rentas untuk mengelakkan keterlaluan magnet.
• Hitung nisbah lilitan, voltan titik lutut, dan arus magnetan.
• Nilaikan beban termasuk peranti yang disambungkan dan pendawaian.
• Reka bentuk penebatan, pengurusan haba, dan sokongan mekanikal untuk persekitaran operasi.
• Rancang ujian pengesahan mengikut IEC 61869-2 dan IEEE C57.13.

Kepakaran Reka Bentuk CT Enwei Electric

Enwei Electric menghasilkan CT voltan sederhana dan rendah dengan nisbah boleh suai, kelas ketepatan, dan sistem penebatan. Terokai pilihan produk di https://www.enweielectric.com/products/current-transformers. Integrasi dengan gear suis ( https://www.enweielectric.com/products/switchgear) dan transformer ( https://www.enweielectric.com/products/transformers) memastikan prestasi sistem yang koheren.

Soalan Lazim Kejuruteraan mengenai Reka Bentuk Penukar Arus

Bagaimanakah anda mencegah ketepuan CT semasa kegagalan?

Reka bentuk untuk voltan titik lut tinggi dengan memilih bahan teras yang sesuai, meningkatkan bilangan lilitan, dan mengurus beban agar kekal dalam had kadar.

Bolehkah satu CT tunggal digunakan untuk perlindungan dan pengezonan?

Ya, dengan lilitan sekunder berganda yang direka untuk kelas ketepatan berbeza, tetapi pengurusan beban yang teliti diperlukan untuk mengelakkan kesan silang.

Apakah sokongan reka bentuk yang ditawarkan oleh Enwei Electric?

Enwei Electric menyediakan kejuruteraan aplikasi, pemilihan nisbah, dan pengujian pengesahan untuk memberikan CT yang disesuaikan dengan keperluan perlindungan atau pengezonan.

Seruan Bertindak: Kejuruteraan CT Tepat dengan Enwei Electric

Reka bentuk transformer arus yang kukuh adalah penting untuk pengukuran yang tepat dan perlindungan yang boleh dipercayai. Berkerjasama dengan Enwei Electric untuk penyelesaian CT yang direkabentuk, ujian, dan sokongan integrasi sistem. Hubungi Enwei Electric hari ini untuk mempercepatkan projek reka bentuk transformer arus anda.

Permohonan projek

Lihat contoh pelaksanaan dunia sebenar dan sorotan galeri merentasi pusat produk Enwei Electric:

• Penyelesaian transformer untuk projek pengagihan dan industri.
• Portofolio switchgear meliputi bilik kawalan voltan sederhana dan rendah.
• Julat transformer arus menyokong pengukuran dan perlindungan tepat.
• Stesen Janakuasa Pra-terbina yang mengintegrasikan transformer, gear suis, dan panel.