Mengukur pengubah arus dalam litar untuk perlindungan geganti dan automasi

Peralatan kuasa pencawang elektrik dibahagikan secara organisasi kepada dua jenis peranti:

1. litar kuasa yang melaluinya semua kuasa tenaga yang diangkut dihantar;

2. peranti sekunder yang membolehkan anda mengawal proses yang berlaku dalam gelung primer dan mengawalnya.

Peralatan kuasa terletak di kawasan terbuka atau dalam suis tertutup, dan peralatan sekunder terletak pada panel geganti, dalam kabinet khas atau sel berasingan.

Sambungan perantaraan yang melaksanakan fungsi menghantar maklumat antara unit kuasa dan badan pengukur, pengurusan, perlindungan dan kawalan ialah pengubah pengukur. Seperti semua peranti sedemikian, ia mempunyai dua sisi dengan nilai voltan yang berbeza:

1. voltan tinggi, yang sepadan dengan parameter gelung pertama;

2.voltan rendah, membolehkan mengurangkan risiko kesan peralatan tenaga ke atas kakitangan perkhidmatan dan kos bahan untuk penciptaan peranti kawalan dan pemantauan.

Kata sifat "pengukuran" mencerminkan tujuan peranti elektrik ini, kerana ia sangat tepat mensimulasikan semua proses yang berlaku pada peralatan kuasa dan dibahagikan kepada transformer:

1. semasa (CT);

2. voltan (VT).

Mereka bekerja mengikut prinsip fizikal umum transformasi, tetapi mempunyai reka bentuk dan kaedah kemasukan yang berbeza dalam litar utama.

Cara transformer semasa dibuat dan berfungsi

Prinsip operasi dan peranti

Dalam reka bentuk mengukur pengubah arus penukaran nilai vektor arus nilai besar yang mengalir dalam litar primer menjadi berkadar dikurangkan dalam magnitud, dan dengan cara yang sama arah vektor dalam litar sekunder ditentukan.

Peranti litar magnetik

Dari segi struktur, pengubah arus, seperti mana-mana pengubah lain, terdiri daripada dua belitan bertebat yang terletak di sekeliling litar magnet biasa. Ia dibuat dengan plat logam berlamina yang dicairkan menggunakan jenis keluli elektrik khas. Ini dilakukan untuk mengurangkan rintangan magnet dalam laluan fluks magnet yang beredar dalam gelung tertutup di sekeliling gegelung dan untuk mengurangkan kehilangan melalui arus pusar.

Transformer semasa untuk perlindungan geganti dan skim automasi tidak boleh mempunyai satu teras magnet, tetapi dua, berbeza dalam bilangan plat dan jumlah isipadu besi yang digunakan. Ini dilakukan untuk mencipta dua jenis gegelung yang boleh berfungsi dengan pasti apabila:

1. Keadaan kerja nominal;

2.atau pada beban lampau yang ketara yang disebabkan oleh arus litar pintas.

Reka bentuk pertama digunakan untuk membuat ukuran, dan yang kedua digunakan untuk menyambung perlindungan yang mematikan mod abnormal yang muncul.

Susunan gegelung dan terminal penyambung

Penggulungan pengubah arus, direka bentuk dan dibuat untuk operasi kekal dalam litar pemasangan elektrik, memenuhi keperluan untuk laluan selamat arus dan kesan habanya. Oleh itu, ia diperbuat daripada tembaga, keluli atau aluminium dengan luas keratan rentas yang tidak termasuk peningkatan pemanasan.

Oleh kerana arus primer sentiasa lebih besar daripada sekunder, belitan untuknya menonjol dengan ketara dalam saiz, seperti yang ditunjukkan dalam foto di bawah untuk pengubah yang betul.

Struktur kiri dan tengah tidak mempunyai kuasa sama sekali. Sebaliknya, bukaan disediakan dalam perumah yang melaluinya wayar bekalan kuasa atau bas tetap. Model sedemikian digunakan, sebagai peraturan, dalam pemasangan elektrik sehingga 1000 volt.

Pada terminal belitan pengubah sentiasa terdapat lekapan tetap untuk menyambung busbar dan menyambung wayar menggunakan bolt dan pengapit skru. Ini adalah salah satu tempat kritikal di mana sentuhan elektrik boleh terputus, yang boleh menyebabkan kerosakan atau mengganggu operasi tepat sistem pengukuran. Kualiti pengapitnya dalam litar primer dan sekunder sentiasa diberi perhatian semasa pemeriksaan operasi.

Terminal pengubah semasa ditanda di kilang semasa pembuatan dan ditandakan:

• L1 dan L2 untuk input dan output arus primer;

• I1 dan I2 — menengah.

Indeks ini bermaksud arah belitan lilitan relatif antara satu sama lain dan mempengaruhi sambungan kuasa dan litar simulasi yang betul, ciri taburan vektor semasa di sepanjang litar. Mereka diberi perhatian semasa pemasangan awal transformer atau penggantian peranti yang rosak, dan juga diperiksa dengan pelbagai kaedah pemeriksaan elektrik sebelum pemasangan peranti dan selepas pemasangan.

Bilangan lilitan dalam litar primer W1 dan W2 sekunder tidak sama, tetapi sangat berbeza. Transformer arus voltan tinggi biasanya hanya mempunyai satu bas lurus merentasi litar magnet yang bertindak sebagai belitan bekalan. Penggulungan sekunder mempunyai bilangan lilitan yang lebih besar, yang mempengaruhi nisbah transformasi. Untuk kemudahan penggunaan, ia ditulis sebagai ungkapan pecahan nilai nominal arus dalam dua belitan.

Sebagai contoh, kemasukan 600/5 pada papan nama kotak bermakna pengubah bertujuan untuk disambungkan kepada peralatan voltan tinggi dengan arus undian 600 ampere, dan hanya 5 akan diubah dalam litar sekunder.

Setiap pengubah arus pengukur disambungkan kepada fasa rangkaian utamanya sendiri. Bilangan belitan sekunder untuk perlindungan geganti dan peranti automasi biasanya ditambah untuk kegunaan berasingan dalam teras litar semasa untuk:

• Alat pengukur;

• perlindungan am;

• perlindungan tayar dan tayar.

Kaedah ini menghapuskan pengaruh litar kurang kritikal pada litar yang lebih penting, memudahkan penyelenggaraan dan ujiannya pada peralatan kerja pada voltan operasi.

Untuk tujuan menandakan terminal belitan sekunder tersebut, sebutan 1I1, 1I2, 1I3 digunakan untuk permulaan dan 2I1, 2I2, 2I3 untuk hujung.

Peranti pengasingan

Setiap model pengubah arus direka bentuk untuk beroperasi dengan jumlah voltan tinggi tertentu pada belitan primer. Lapisan penebat yang terletak di antara belitan dan perumahan mesti menahan potensi rangkaian kuasa kelasnya untuk masa yang lama.

Di bahagian luar penebat transformer arus voltan tinggi, bergantung pada tujuan, perkara berikut boleh digunakan:

• alas meja porselin;

• resin epoksi yang dipadatkan;

• beberapa jenis plastik.

Bahan yang sama boleh ditambah dengan kertas pengubah atau minyak untuk menebat lintasan wayar dalaman pada belitan dan menghapuskan kerosakan belokan ke belokan.

Kelas ketepatan TT

Sebaik-baiknya, pengubah harus secara teorinya beroperasi dengan tepat tanpa memperkenalkan ralat. Walau bagaimanapun, dalam struktur sebenar, tenaga hilang untuk memanaskan wayar secara dalaman, mengatasi rintangan magnet, dan membentuk arus pusar.

Oleh kerana itu, sekurang-kurangnya sedikit, tetapi proses transformasi terganggu, yang menjejaskan ketepatan pembiakan dalam skala vektor semasa primer dari nilai sekunder mereka dengan sisihan dalam orientasi di ruang angkasa. Semua transformer semasa mempunyai ralat pengukuran tertentu, yang dinormalisasi sebagai peratusan nisbah ralat mutlak kepada nilai nominal dalam amplitud dan sudut.

Kelas ketepatan pengubah semasa dinyatakan dengan nilai berangka «0.2», «0.5», «1», «3», «5», «10».

Transformer kelas 0.2 berfungsi untuk pengukuran makmal kritikal.Kelas 0.5 bertujuan untuk pengukuran tepat arus yang digunakan oleh aras 1 meter untuk tujuan komersial.

Pengukuran semasa untuk pengendalian geganti dan akaun kawalan tahap ke-2 dijalankan dalam kelas 1. Gegelung penggerak pemacu disambungkan kepada pengubah semasa kelas ketepatan ke-10. Mereka berfungsi betul-betul dalam mod litar pintas rangkaian utama.

Litar pensuisan TT

Dalam industri kuasa, talian kuasa tiga atau empat wayar digunakan terutamanya. Untuk mengawal arus yang melaluinya, pelbagai skema digunakan untuk menyambungkan transformer pengukur.

1. Peralatan elektrik

Foto menunjukkan varian mengukur arus litar kuasa tiga wayar 10 kilovolt menggunakan dua transformer arus.

Di sini dapat dilihat bahawa bar bas sambungan fasa utama A dan C dilekatkan ke terminal pengubah arus dan litar sekunder disembunyikan di sebalik pagar dan diterajui daripada abah-abah kabel yang berasingan ke dalam tiub pelindung yang disalurkan ke petak geganti. untuk sambungan litar ke blok terminal.

Prinsip pemasangan yang sama berlaku dalam skim lain. peralatan voltan tinggiseperti yang ditunjukkan dalam gambar untuk rangkaian 110 kV.

Di sini kepungan pengubah instrumen dipasang pada ketinggian menggunakan platform konkrit bertetulang yang dibumikan, yang diperlukan oleh peraturan keselamatan. Sambungan belitan utama ke wayar bekalan dilakukan secara potong, dan semua litar sekunder dibawa keluar dalam kotak berdekatan dengan persimpangan terminal.

Sambungan kabel litar arus sekunder dilindungi daripada kesan mekanikal luaran yang tidak disengajakan oleh penutup logam dan plat konkrit.

2.Penggulungan sekunder

Seperti yang dinyatakan di atas, konduktor keluaran pengubah semasa disatukan untuk operasi dengan peranti pengukur atau peranti pelindung. Ini menjejaskan pemasangan litar.

Sekiranya perlu untuk mengawal arus beban dalam setiap fasa menggunakan ammeter, maka pilihan sambungan klasik digunakan - litar bintang penuh.

Dalam kes ini, setiap peranti menunjukkan nilai semasa fasanya, dengan mengambil kira sudut di antara mereka. Penggunaan perakam automatik dalam mod ini paling mudah membolehkan anda memaparkan bentuk sinusoid dan membina gambar rajah vektor pengagihan beban berdasarkannya.

Selalunya, pada penyuap keluar 6 ÷ 10 kV, untuk menjimatkan, bukan tiga, tetapi dua pengubah arus pengukur dipasang, tanpa menggunakan satu fasa B. Kes ini ditunjukkan dalam foto di atas. Membolehkan anda memasukkan ammeter ke dalam litar bintang yang tidak lengkap.

Oleh kerana pengagihan semula arus peranti tambahan, ternyata jumlah vektor fasa A dan C dipaparkan, yang secara bertentangan diarahkan kepada vektor fasa B dalam mod beban simetri rangkaian.

Kes menghidupkan dua pengubah arus pengukur untuk memantau arus talian dengan geganti ditunjukkan dalam foto di bawah.

Skim ini membenarkan kawalan penuh ke atas beban seimbang dan litar pintas tiga fasa. Apabila litar pintas dua fasa berlaku, terutamanya AB atau BC, sensitiviti penapis sedemikian amat dipandang remeh.

Skim biasa untuk memantau arus jujukan sifar dibuat dengan menyambungkan pengubah arus dalam litar bintang penuh dan penggulungan geganti kawalan ke wayar neutral gabungan.

Arus yang mengalir melalui gegelung dicipta dengan menambah vektor tiga fasa. Dalam mod simetri, ia seimbang, dan semasa berlakunya litar pintas fasa tunggal atau dua fasa, komponen tidak seimbang dilepaskan dalam geganti.

Ciri prestasi mengukur pengubah arus dan litar sekundernya

Pensuisan operasi

Semasa operasi pengubah semasa, keseimbangan fluks magnet dicipta, dibentuk oleh arus dalam belitan primer dan sekunder. Akibatnya, ia seimbang dalam magnitud, diarahkan secara bertentangan dan mengimbangi pengaruh EMF yang dihasilkan dalam litar tertutup .

Jika belitan primer terbuka, arus akan berhenti mengalir melaluinya dan semua litar sekunder akan diputuskan begitu sahaja. Tetapi litar sekunder tidak boleh dibuka apabila arus melalui primer, jika tidak, di bawah tindakan fluks magnet dalam penggulungan sekunder, daya gerak elektrik dihasilkan, yang tidak dibelanjakan untuk aliran semasa dalam gelung tertutup dengan rintangan rendah , tetapi digunakan dalam mod Tunggu Sedia.

Ini membawa kepada kemunculan potensi tinggi kenalan terbuka, yang mencapai beberapa kilovolt dan mampu memecahkan penebat litar sekunder, mengganggu operasi peralatan dan menyebabkan kecederaan elektrik kepada kakitangan perkhidmatan.

Atas sebab ini, semua pensuisan dalam litar sekunder pengubah semasa dijalankan mengikut teknologi yang ditetapkan dengan ketat dan sentiasa di bawah pengawasan penyelia, tanpa mengganggu litar semasa. Untuk melakukan ini, gunakan:

• jenis blok terminal khas yang membolehkan anda memasang litar pintas tambahan untuk tempoh gangguan bahagian yang dikeluarkan daripada perkhidmatan;

• menguji blok semasa dengan pelompat pendek;

• reka bentuk kunci khas.

Perakam untuk proses kecemasan

Peranti pengukur dibahagikan mengikut jenis parameter penetapan untuk:

• keadaan kerja nominal;

• berlakunya lebihan arus dalam sistem.

Unsur-unsur sensitif peranti rakaman secara berkadar secara langsung melihat isyarat masuk dan juga memaparkannya. Jika nilai semasa dimasukkan pada input mereka dengan herotan, maka ralat ini akan dimasukkan ke dalam bacaan.

Atas sebab ini, peranti yang direka untuk mengukur arus kecemasan, dan bukannya arus nominal, disambungkan kepada teras perlindungan pengubah arus, dan bukan kepada pengukuran.

Baca tentang peranti dan prinsip operasi pengubah voltan mengukur di sini: Mengukur pengubah voltan dalam litar untuk perlindungan geganti dan automasi