Основи вимірювальних перетворювачів електричного струму для прецизійних вимірювань

Основи вимірювальних перетворювачів електричного струму для прецизійних вимірювань

Струмові трансформатори (ТС) є основою реле захисту та метрології комерційного обліку. Вони знижують високі струми до прийнятних значень, зберігаючи пропорційність та фазові співвідношення для вимірювальних пристроїв. Оскільки мережі стають розумнішими, а рівні струмів короткого замикання зростають, конструкція ТС повинна поєднувати точність, межі насичення та міцність ізоляції.

Швидке визначення: Електричний струмовий трансформатор — це пристрій, який відтворює первинний струм на рівні зниженого, стандартизованого вторинного струму (зазвичай 1 А або 5 А), зберігаючи пропорційність та фазову точність для вимірювального або захисного обладнання.

Основні висновки з проекту

• Перетворювачі електричного струму відповідають стандартам IEC 61869-2 та IEEE C57.13 щодо точності та безпеки.
• Матеріал осердя, розмір вікна та навантаження визначають продуктивність ТСТ за нормальних і аварійних умов.
• Enwei Electric виробляє перетворювачі струму середньої та низької напруги, адаптовані для захисту, обліку та цифрової інтеграції.
• Зовнішні посилання від IEC, IEEE та NERC визначають специфікації та дотримання вимог.

Чому перетворювачі електричного струму перебувають під увагою

Сучасні енергосистеми інтегрують відновлювані джерела енергії, розподілене генерування та потужні регульовані частотні приводи. Ці зміни призводять до появи гармонік струму та перехідних процесів, які ускладнюють точність роботи ТСТ. Інженери засобів захисту потребують ТСТ, що не насичуються під час аварій, тоді як керівники енергогосподарств вимагають високоточних вимірювань для розрахунків за спожиту енергію та управління навантаженням.

Розглядання кіберфізичної безпеки також вимагає використання трансформаторів струму з корпусами, які запобігають несанкціонованому доступу, і цифровими виходами, сумісними з платформами автоматизації. Комунікальні підприємства та промислові оператори модернізують трансформатори струму, забезпечуючи покращену ізоляцію, вищі класи точності та вбудовану діагностику.

Принцип роботи електричних трансформаторів струму

Електричні трансформатори струму працюють за принципом електромагнітної індукції. Основні провідники проходять крізь осердя трансформатора струму, створюючи магнітний потік, пропорційний струму. Вторинні обмотки генерують зменшений струм, який відтворює форму хвилі первинного струму, коли трансформатор навантажено на номінальне навантаження.

Насичення виникає, коли магнітний потік перевищує межу можливостей осердя, що призводить до спотворення вторинного струму та помилкової роботи реле. Правильний вибір матеріалів осердя — таких як текстурована кремнієва сталь або нанокристалічні сплави — допомагає зберегти лінійність, особливо для захисних трансформаторів струму, які піддаються високим аварійним струмам.

Стандарти та вимоги до точності

Специфікаційні команди повинні ретельно дотримуватися міжнародних стандартів:

• IEC 61869-2:2012 — Визначає вимоги до трансформаторів струму, включаючи класи точності, теплові межі та випробування ізоляції. Джерело: Міжнародна електротехнічна комісія
• IEEE C57.13-2016 — Встановлює стандартні вимоги до вимірювальних трансформаторів у Північній Америці. Джерело: Асоціація стандартів IEEE
• NERC PRC-005 — Охоплює технічне обслуговування систем захисту, включаючи інтервали перевірки ТС. Джерело: Корпорація з надійності електропостачання Північної Америки

Ці посилання забезпечують точність і безпеку ТС у різноманітних мережевих середовищах.

Таблиця порівняння конструкцій

Сценарії застосування

Захист підстанції: Вимагає високоточних ТС, які витримують струми пошкодження без насичення, щоб диференційні та дистанційні реле працювали правильно.

Промисловий облік: Ґрунтується на компактних ТС із знімними осердями, які можна встановлювати навколо шин у НН комутаційному обладнанні, забезпечуючи точність класу 0,5S.

Відновлювані електростанції: Використовують ТС, стійкі до гармонік та швидких перехідних процесів від ресурсів на основі інверторів, часто інтегрованих із цифровими виходами.

Коммерчні будівлі: Встановлюють роз'ємні ТС у проектах модернізації для контролю споживання енергії без переривання роботи.

Інтеграція ТС у системи живлення

Трансформатори струму підключаються до реле захисту, лічильників та систем SCADA. Правильне маркування полярності та заземлення є обов’язковим для запобігання помилкам вимірювання. Інженери мають розраховувати навантаження, щоб забезпечити роботу ТС у межах їхнього класу точності, враховуючи довжину проводки, вхідні сигнали реле та допоміжні пристрої.

Цифрові проекти підстанцій можуть використовувати нетрадиційні вимірювальні трансформатори (NCIT) із волоконно-оптичними або елементами Роговського. Enwei Electric підтримує як традиційні, так і цифрові виходи ТС для гібридних архітектур.

Стратегії технічного обслуговування та випробувань

Регулярне випробування включає перевірку коефіцієнта трансформації, випробування збудження та оцінку навантаження. Вимірювання опору ізоляції дозволяє виявити наявність вологи або деградації матеріалу. Зазвичай комунальні підприємства планують обслуговування ТС відповідно до NERC PRC-005 або внутрішніх політик підприємств, забезпечуючи надійну роботу систем захисту.

Інфрачервоні огляди та моніторинг часткових розрядів можуть виявити слабкі з'єднання або дефекти ізоляції у середньовольтних вимірювальних трансформаторах струму. Документовані результати випробувань підтримують перевірки дотримання вимог та постійне покращення.

Контрольний список інженера

• Визначте призначення ТС (захист, облік або подвійне) та виберіть відповідний клас точності.
• Розрахуйте навантаження, включаючи проводку, вхідні пристрої та поправки на температуру навколишнього середовища.
• Переконайтеся у рівні ізоляції, тепловому номіналі та методі заземлення вторинної обмотки.
• Забезпечте доступ під час встановлення та обслуговування, враховуючи роз'ємні або прохідні конструкції.
• Узгодьте вибір ТС із налаштуваннями реле захисту та вимогами до обліку.

Асортимент трансформаторів струму Enwei Electric

Enwei Electric виробляє повний спектр трансформаторів струму — від моделей низької напруги, таких як LMZJ1-0.66 для розподільчих щитів, до середньовольтних блоків, таких як LZZBJ9-35 та LZZBJW-40.5. Перегляньте асортимент продукції на https://www.enweielectric.com/products/current-transformers. Додаткові рішення з трансформаторами на https://www.enweielectric.com/products/transformersта варіанти комутаційного обладнання на https://www.enweielectric.com/products/switchgearзабезпечують безперебійну інтеграцію.

Технічне FAQ про перетворювачі електричного струму

Чому відбувається насичення струмових трансформаторів?

Насичення ТТ виникає, коли магнітний потік перевищує можливості осердя, зазвичай під час високих струмів короткого замикання або надмірного навантаження, що призводить до спотворення форми хвилі та помилкової роботи реле.

Який клас точності слід вибрати для вимірювальних застосувань?

Для комерційного обліку часто потрібні ТТ класу 0,2 або 0,2S, щоб забезпечити низьку похибку вимірювання в широкому діапазоні струмів.

Як Enwei Electric підтримує проекти з ТТ?

Enwei Electric надає інженерну підтримку, індивідуальну розробку продуктів та документацію типових випробувань для ТТ, що використовуються в підстанціях, промислових підприємствах та комерційних об’єктах.

Заклик до дії: Впроваджуйте прецизійні ТТ разом з Enwei Electric

Точні трансформатори струму захищають обладнання та підтверджують дані про споживану енергію. Співпрацюйте з Enwei Electric, щоб отримати сертифіковані конструкції ТС, кваліфіковану інженерну підтримку та інтегровані рішення для розподілу. Зв'яжіться з Enwei Electric уже сьогодні, щоб вибрати трансформатори струму, які відповідають вашим потребам у захисті та обліку.

Програми проектів

Перегляньте приклади реального впровадження та вибрані зображення з різних центрів продуктів Enwei Electric:

• Рішення для трансформаторів для розподільних та промислових проектів.
• Портфоліо комутаційного обладнання охоплює середньо- та низьковольтні пункти керування.
• Асортимент трансформаторів струму забезпечує точне вимірювання та захист.
• Модульні підстанції які інтегрують трансформатори, комутаційне обладнання та панелі.