หลักการพื้นฐานของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับการวัดที่มีความแม่นยำ

หลักการพื้นฐานของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับการวัดที่มีความแม่นยำ

เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) เป็นหัวใจสำคัญของการทำงานของรีเลย์ป้องกันและมิเตอร์สำหรับการคิดค่าบริการ โดยลดกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ลงเป็นค่าที่สามารถจัดการได้ พร้อมคงความสัมพันธ์เชิงสัดส่วนและเฟสไว้เพื่ออุปกรณ์วัดค่า เมื่อโครงข่ายไฟฟ้ามีความชาญฉลาดมากขึ้นและระดับกระแสลัดวงจรเพิ่มสูงขึ้น การออกแบบ CT จำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างความแม่นยำ ขีดจำกัดการอิ่มตัว และความแข็งแรงของฉนวน

คำจำกัดความโดยย่อ: เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่สร้างกระแสปฐมภูมิซ้ำในรูปแบบของกระแสทุติยภูมิที่ลดลงและเป็นมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 1 A หรือ 5 A) โดยยังคงความสัมพันธ์เชิงสัดส่วนและความถูกต้องของเฟสไว้ เพื่อใช้งานกับอุปกรณ์วัดหรือป้องกัน

ประเด็นสำคัญของโครงการ

• เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEC 61869-2 และ IEEE C57.13 เพื่อความแม่นยำและความปลอดภัย
• วัสดุแกน ขนาดช่องเปิด และโหลดมีผลต่อประสิทธิภาพของ CT ภายใต้สภาวะปกติและสภาวะขัดข้อง
• Enwei Electric ผลิต CT แรงดันกลางและแรงดันต่ำที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการป้องกัน การวัดค่า และการเชื่อมต่อกับระบบดิจิทัล
• อ้างอิงจากแหล่งภายนอก เช่น IEC, IEEE และ NERC ใช้กำหนดรายละเอียดทางเทคนิคและการปฏิบัติตามข้อกำหนด

เหตุใดเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจึงอยู่ภายใต้การตรวจสอบอย่างใกล้ชิด

ระบบไฟฟ้าสมัยใหม่รวมแหล่งพลังงานหมุนเวียน การผลิตไฟฟ้าแบบกระจายตัว และไดรฟ์ความถี่แปรผันขนาดใหญ่ สิ่งเหล่านี้ก่อให้เกิดกระแสฮาร์โมนิกและเหตุการณ์ชั่วขณะที่ส่งผลต่อความแม่นยำของ CT วิศวกรด้านการป้องกันระบบต้องการ CT ที่ไม่เกิดภาวะอิ่มตัวในช่วงที่เกิดข้อผิดพลาด ในขณะที่ผู้จัดการด้านพลังงานต้องการความแม่นยำระดับรายได้เพื่อการเรียกเก็บเงินและการจัดการโหลด

ข้อพิจารณาด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์-ฟิสิกส์ยังต้องการทรานส์ฟอร์เมอร์กระแส (CT) ที่มีเปลือกป้องกันการแอบแก้ไข และเอาต์พุตแบบดิจิทัลที่เข้ากันได้กับแพลตฟอร์มระบบอัตโนมัติ หน่วยงานไฟฟ้าและผู้ประกอบการอุตสาหกรรมกำลังปรับปรุงเป็น CT ที่มีฉนวนดีขึ้น ระดับความแม่นยำที่ดีขึ้น และมีระบบวินิจฉัยในตัว

หลักการทำงานของทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้า

ทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าทำงานตามหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวนำขดปฐมภูมิจะพาดผ่านแกนของ CT ทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กที่สัดส่วนกับกระแสไฟฟ้า ขดตติยภูมิจะสร้างกระแสลดลงซึ่งสะท้อนรูปคลื่นของขดปฐมภูมิ เมื่อ CT ถูกโหลดด้วยภาระตามค่าที่กำหนด

ภาวะเซเจอเรชันเกิดขึ้นเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กเกินขีดความสามารถของแกน ส่งผลให้กระแสขดตติยภูมิบิดเบี้ยวและทำให้รีเลย์ทำงานผิดพลาด การเลือกวัสดุแกนที่เหมาะสม เช่น เหล็กซิลิคอนที่มีเกรนจัดแนว หรือโลหะผสมนาโนคริสตัลลิน จะช่วยรักษาความเป็นเชิงเส้น โดยเฉพาะสำหรับ CT เพื่อการป้องกันที่ต้องเผชิญกับกระแสขัดข้องสูง

มาตรฐานและความต้องการด้านความแม่นยำ

ทีมงานด้านข้อกำหนดควรติดตามมาตรฐานสากลอย่างใกล้ชิด:

• IEC 61869-2:2012 — กําหนดข้อกําหนดสําหรับหม้อแปลงกระแส รวมถึงชั้นความแม่นยํา ขีดจํากัดอุณหภูมิ และการทดสอบฉนวน ที่มา: คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศด้านไฟฟ้า
• IEEE C57.13-2016 — ให้ข้อกําหนดมาตรฐานสําหรับหม้อแปลงวัดปริมาณในอเมริกาเหนือ ที่มา: สมาคมมาตรฐาน IEEE
• NERC PRC-005 — ครอบคลุมการดูแลรักษาระบบป้องกัน รวมถึงช่วงเวลาการทดสอบ CT ที่มา: องค์กรความน่าเชื่อถือด้านระบบไฟฟ้าแห่งอเมริกาเหนือ

เอกสารอ้างอิงเหล่านี้มั่นใจได้ว่า CT จะทํางานได้อย่างแม่นยําและปลอดภัยในสภาพแวดล้อมของระบบสายส่งไฟฟ้าต่างๆ

ตารางเปรียบเทียบการออกแบบ

สถานการณ์การประยุกต์ใช้งาน

การป้องกันสถานีไฟฟ้าย่อย: ต้องใช้ CT ที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งสามารถทนกระแสขัดข้องได้โดยไม่เกิดภาวะอิ่มตัว เพื่อให้รีเลย์เชิงอนุพันธ์และรีเลย์ระยะทางทำงานได้อย่างถูกต้อง

การวัดพลังงานในอุตสาหกรรม: อาศัย CT ขนาดกะทัดรัดที่มีแกนถอดได้ ซึ่งสามารถสวมรอบบัสบาร์ภายในสวิตช์เกียร์แรงต่ำ โดยยังคงความแม่นยำระดับ 0.5S

โรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน: ใช้ CT ที่ทนต่อฮาร์โมนิกและสัญญาณเปลี่ยนแปลงเร็วจากแหล่งกำเนิดพลังงานที่ใช้อินเวอร์เตอร์ มักมีการรวมเอาต์พุตแบบดิจิทัลไว้ด้วย

อาคารพาณิชย์ ติดตั้ง CT แบบแยกแกน (split-core) ในโครงการปรับปรุงใหม่ เพื่อตรวจสอบการใช้พลังงานโดยไม่ต้องหยุดจ่ายไฟ

การรวม CT เข้ากับระบบไฟฟ้า

ทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้า (CT) เชื่อมต่อกับรีเลย์ป้องกัน มิเตอร์ และระบบ SCADA การระบุขั้วบวก-ลบอย่างถูกต้องและการต่อศูนย์ (กราวด์ดิ้ง) มีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อป้องกันข้อผิดพลาดในการวัด วิศวกรจำเป็นต้องคำนวณภาระ (burden) เพื่อให้มั่นใจว่า CT ทำงานอยู่ในระดับความแม่นยำที่กำหนด โดยพิจารณาความยาวของสายไฟ ค่าอินพุตของรีเลย์ และอุปกรณ์เสริมต่างๆ

โครงการสถานีไฟฟ้าดิจิทัลอาจใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบไม่ธรรมดา (NCITs) ที่มีองค์ประกอบเป็นไฟเบอร์ออปติกหรือรอกอฟสกี เอนเว่ย อิเล็กทริก รองรับทั้งเอาต์พุต CT แบบเดิมและแบบดิจิทัล เพื่อให้เหมาะสมกับสถาปัตยกรรมแบบผสม

กลยุทธ์การบำรุงรักษาและการทดสอบ

การทดสอบตามปกติรวมถึงการตรวจสอบอัตราส่วน การทดสอบการเหนี่ยวนำ และการประเมินภาระ การวัดความต้านทานของฉนวนสามารถตรวจจับความชื้นหรือการเสื่อมสภาพได้ หน่วยงานไฟฟ้ามักจัดกำหนดการบำรุงรักษา CT ตามข้อกำหนด NERC PRC-005 หรือนโยบายเฉพาะของหน่วยงาน เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการป้องกันที่เชื่อถือได้

การตรวจสอบด้วยอินฟราเรดและการตรวจสอบการปล่อยประจุบางส่วนสามารถระบุข้อต่อที่หลวมหรือข้อบกพร่องของฉนวนใน CT แรงดันปานกลางได้ ผลการทดสอบที่จัดทำเป็นเอกสารช่วยสนับสนุนการตรวจสอบความสอดคล้องและการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

รายการตรวจสอบวิศวกร

• กำหนดวัตถุประสงค์ของ CT (เพื่อการป้องกัน การวัด หรือทั้งสองอย่าง) และเลือกระดับความแม่นยำที่เหมาะสม
• คำนวณภาระโดยรวมทั้งสายไฟ อุปกรณ์นำเข้า และการแก้ไขสำหรับอุณหภูมิแวดล้อม
• ตรวจสอบระดับฉนวน ค่าอุณหภูมิสูงสุดที่ทนได้ และวิธีการต่อศูนย์ข้างทุติยภูมิ
• วางแผนการเข้าถึงในระหว่างการติดตั้งและการบำรุงรักษา โดยพิจารณาการออกแบบแบบคอร์แยกได้หรือแบบช่องเปิด
• ประสานการเลือกทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้ากับค่าการตั้งรีเลย์ป้องกันและข้อกำหนดของการวัดค่าพลังงาน

พอร์ตโฟลิโอเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า Enwei Electric

Enwei Electric ผลิตเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าครบทุกประเภท ตั้งแต่รุ่นแรงดันต่ำ เช่น LMZJ1-0.66 สำหรับแผงควบคุมไฟฟ้า ไปจนถึงรุ่นแรงดันปานกลาง เช่น LZZBJ9-35 และ LZZBJW-40.5 สำรวจผลิตภัณฑ์ทั้งหมดได้ที่ https://www.enweielectric.com/products/current-transformersโซลูชันทรานส์ฟอร์เมอร์เสริมที่ https://www.enweielectric.com/products/transformersและตัวเลือกสวิตช์เกียร์ที่ https://www.enweielectric.com/products/switchgearเพื่อให้การติดตั้งเป็นไปอย่างราบรื่น

คำถามที่พบบ่อยทางวิศวกรรมเกี่ยวกับหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า

เหตุใดเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจึงเกิดภาวะอิ่มตัว?

การอิ่มตัวของทรานส์ฟอร์เมอร์กระแส (CT) เกิดขึ้นเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กเกินขีดความสามารถของแกนเหล็ก ซึ่งมักเกิดขึ้นในช่วงที่มีกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงหรือภาระเกินขนาด ส่งผลให้คลื่นกระแสผิดรูปและทำให้รีเลย์ทำงานผิดพลาด

ฉันควรเลือกคลาสความแม่นยำแบบใดสำหรับการใช้งานด้านมิเตอร์?

การวัดเพื่อเรียกเก็บค่าไฟฟ้ามักต้องใช้ CT คลาส 0.2 หรือ 0.2S เพื่อรักษาระดับความผิดพลาดในการวัดให้ต่ำตลอดช่วงการไหลของกระแสที่กว้าง

บริษัท Enwei Electric สนับสนุนโครงการ CT อย่างไร?

Enwei Electric ให้บริการด้านวิศวกรรมประยุกต์ การปรับแต่งผลิตภัณฑ์ และเอกสารการทดสอบมาตรฐานสำหรับ CT ที่ใช้ในสถานีไฟฟ้าย่อย โรงงานอุตสาหกรรม และสถานที่เชิงพาณิชย์

ลงมือตอนนี้: ติดตั้ง CT ความแม่นยำสูงพร้อม Enwei Electric

เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าที่แม่นยำช่วยปกป้องอุปกรณ์และยืนยันความถูกต้องของข้อมูลพลังงาน ร่วมเป็นพันธมิตรกับ Enwei Electric เพื่อเข้าถึงการออกแบบ CT ที่ได้รับการรับรอง วิศวกรผู้เชี่ยวชาญที่ตอบสนองรวดเร็ว และโซลูชันการจัดจำหน่ายแบบบูรณาการ ติดต่อ Enwei Electric วันนี้ เพื่อกำหนดรายละเอียด CT ที่ออกแบบเฉพาะตามความต้องการด้านการป้องกันและการวัดของคุณ

การประยุกต์ใช้โครงการ

ดูตัวอย่างการติดตั้งจริงและไฮไลต์แกลเลอรีที่ศูนย์ผลิตภัณฑ์ของ Enwei Electric

• โซลูชันหม้อแปลงไฟฟ้า สำหรับโครงการจ่ายไฟและโครงการอุตสาหกรรม
• พอร์ตโฟลิโอของสวิตช์เกียร์ ครอบคลุมห้องควบคุมแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ
• ช่วงเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า รองรับการวัดและการป้องกันที่มีความแม่นยำสูง
• สถานีไฟฟ้าย่อยแบบสำเร็จรูป ที่รวมเครื่องแปลงไฟฟ้า สวิตช์เกียร์ และแผงควบคุมเข้าด้วยกัน