Áramváltó

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. március 28-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 6 szerkesztést igényelnek .

Mérőáram -transzformátor - egy emelőtranszformátor, amelyet arra terveztek, hogy nagy áramot [1] a méréshez kényelmes értékké alakítson át. Az áramváltó primer tekercse mért váltóáramú vezető, a szekunderhez mérőműszerek vannak csatlakoztatva. Az áramváltó szekunder tekercsében folyó áram arányos a primer tekercsében folyó árammal. A szekunder tekercs fordulatszámát úgy veszik, hogy a benne lévő üzemi áram 5A legyen (vagy multiméterekbe épített kivitelben - milliamper egység [2] ).

Az áramváltókat (továbbiakban CT-k) széles körben használják mind az elektromos áram mérésére, mind a villamosenergia-rendszerek relévédelmi berendezéseiben. Az áramváltók fő rendeltetésükön túl (az eszközök mérési határainak bővítése) védik a készülékeket a rövidzárlati áramok káros hatásaitól . Áramváltókat használnak az áram (akár kis mennyiségben is) mérésére a nagyfeszültségű berendezésekben, amelyek gyakran elérik a több száz kilovoltot. A közvetlen mérés (CT nélkül) az ampermérő megérintésének veszélyét jelenti, pl. nagyfeszültségű vezetékhez.

A CT-kre nagy pontossági követelmények vonatkoznak. A CT-ket egy, két vagy több szekunder tekercscsoporttal hajtják végre: az egyik az RZiA eszközök táplálására szolgál , a másik, pontosabban a mérő- és mérőeszközök (például elektromos fogyasztásmérők ) csatlakoztatására szolgál.

Tervezési jellemzők

Szerkezetileg az áramváltók hidegen hengerelt szilícium transzformátoracélból laminált mag formájában készülnek , amelyre egy vagy több másodlagos szigetelt tekercs van feltekerve. A primer tekercs készülhet magra tekercselt tekercs vagy rúd formájában is. Gyakran előfordul, hogy a nagy névleges áramú transzformátorok tervezésében egyáltalán nincs beépített primer tekercs: ezt a transzformátor beszerelésekor hajtják végre úgy, hogy egy vezetéket (buszt) átvezetnek a ház ablakán. A modern CT-k tekercsei és magja a tekercsek izolálása és védelme érdekében tokozott. Ezenkívül egyes modern CT-konstrukciókban a mag nanokristályos (amorf) ötvözetekből készül, hogy kibővítse a transzformátor pontossági osztályba tartozó működési tartományát.

A CT szekunder tekercseket (minden mágneses maghoz legalább egyet) terhelni kell. A terhelési ellenállást szigorúan szabályozzák az átalakítási arány pontosságára vonatkozó követelmények. A szekunder áramkör ellenállásának enyhe eltérése a CT útlevelében megadott névleges értéktől, modulo a Z impedancia vagy a cos φ teljesítménytényező (általában cos φ = 0,8 induct.) az átalakítási hiba növekedéséhez vezet. Az ampermérő tekercsének nagyon alacsony az ellenállása, ezért az áramváltó rövidzárlathoz közeli körülmények között működik. Az ellenállás jelentős növekedése vagy a terhelési áramkör teljes nyitása magas feszültséget hoz létre a szekunder tekercsben, amely áttörheti a transzformátor szigetelését, ami a transzformátor meghibásodásához vezet. A teljesen nyitott CT szekunder tekercs nem hoz létre kiegyenlítő mágneses fluxust a magban, ami a mágneses áramkör túlmelegedéséhez, a szigeteléshez, annak későbbi öregedéséhez és esetleges meghibásodásához vezet. Ebben az esetben a primer tekercs által létrehozott mágneses fluxus nagyon nagy értékű; a transzformátor nagyon zúg, és a mágneses kör veszteségei felmelegítik.

A mérőáramváltók transzformációs aránya a fő jellemzőjük. A névleges (ideális) együttható a transzformátor adattábláján az elsődleges (primer) tekercsek névleges áramának és a szekunder (szekunder) tekercsek névleges áramának arányaként van feltüntetve, például 100/5 A vagy 10-15- 50-100/5 A (több menetszakaszú primer tekercshez). Ugyanakkor a tényleges transzformációs arány némileg eltér a névlegestől. Ezt a különbséget az átalakítási hiba nagysága jellemzi, amely két összetevőből áll - fázisban és kvadratúrában. Az első a nagyságrendi eltérést, a második a szekunder valós áram névlegestől való fáziseltérését jellemzi. Ezeket az értékeket a GOST-ok szabályozzák, és alapul szolgálnak az áramváltók pontossági osztályainak hozzárendeléséhez a tervezés és a gyártás során. Mivel a mágneses rendszerekben a mágneses áramkör mágnesezésével és fűtésével kapcsolatos veszteségek vannak, a szekunder áram minden CT esetében kisebb, mint a névleges áram (vagyis a hiba negatív). Ebben a tekintetben a teljesítmény javítása és a konverziós hiba pozitív torzítása érdekében fordulatkorrekciót alkalmaznak. És ez azt jelenti, hogy az ilyen korrigált transzformátorok transzformációs aránya nem felel meg a primer és szekunder tekercsek fordulatszámának szokásos képletének.

Mérőáramváltók kapcsolási rajzai

Az áramváltók TAa, TAs vagy TA1, TA2, az áramrelék pedig KA1, KA2. A háromfázisú hálózatokban izolált nullával (6-10-35 kV feszültségű hálózatok) az áramváltókat gyakran csak két fázisra (általában A és C fázisra) telepítik. Ennek oka a nulla vezeték hiánya a 6-35 kV-os hálózatokban, és a hiányzó áramváltóval rendelkező fázis áramára vonatkozó információk könnyen megszerezhetők az áram két fázisban történő mérésével. Szilárd földelt nullával (1000 V-ig terjedő hálózatok ) vagy hatékonyan földelt nullával (110 kV és nagyobb feszültségű hálózatok) rendelkező hálózatokban mindhárom fázisban CT-ket kell telepíteni.

Háromfázisú telepítés esetén a CT szekunder tekercseit a "Csillag" séma szerint (1. ábra), két fázis esetén - "Hiányos csillag" (2. ábra) csatlakoztatják. Az elektromechanikus relével ellátott teljesítménytranszformátorok differenciális védelméhez a transzformátorokat a "háromszög" séma szerint csatlakoztatják (a csillagba csatlakoztatott transzformátor tekercs védelmére, amikor a védett transzformátor "háromszög - csillag" van csatlakoztatva, ami szükséges a fázis kompenzálásához a szekunder áramok eltolása a kiegyensúlyozatlan áram csökkentése érdekében). A mérőeszközök védelmi áramkörökben való megmentése érdekében néha az „Áramok fáziskülönbségéhez” sémát használják (nem használható a delta-csillag csatlakozású teljesítménytranszformátorok mögötti rövidzárlat elleni védelemre).

Áramváltók osztályozása

Az áramváltókat különféle kritériumok szerint osztályozzák:

1. Megbeszélés szerint:

mérő;
védő;
közbenső (mérőműszerek beépítése a relévédelem áramköreibe, áramok kiegyenlítése a differenciálvédelmi áramkörökben stb.);
laboratóriumi (nagy pontosságú, valamint sok transzformációs aránnyal).

2. A telepítés típusa szerint:

kültéri telepítéshez (nyitott kapcsolóberendezésben);
beltéri telepítéshez;
elektromos készülékekbe és gépekbe beépítve: kapcsolók, transzformátorok, generátorok stb.;
felül - helyezze a perselyszigetelő tetejére (például egy teljesítménytranszformátor nagyfeszültségű bemenetére);
hordozható (ellenőrző mérésekhez és laboratóriumi vizsgálatokhoz).

3. Az elsődleges tekercs kialakítása szerint:

többfordulatú (tekercs, huroktekerccsel és úgynevezett "nyolc tekercseléssel");
egyfordulatú (rúd);
gumi.

4. A telepítési mód szerint:

bejárások;
támogatás.

5. A szigetelés megvalósításához:

száraz szigeteléssel (porcelán, bakelit, öntött epoxi szigetelés stb.);
papír-olaj szigeteléssel és kondenzátor papír-olaj szigeteléssel;
gázzal töltött ( SF6 gáz );
összetett töltelékkel.

6. Az átalakítási lépések száma szerint:

egyfokozatú;
kétlépcsős (kaszkád).

7. Üzemi feszültség:

1000 V feletti névleges feszültséghez;
1000 V névleges feszültségig.

8. Speciális áramváltók:

nulla sorrend;
Rogowski öv .

Áramváltók paraméterei

Az áramváltók fontos paraméterei az átalakítási arány és a pontossági osztály.

Átalakítási arány

A CT transzformációs arány határozza meg az árammérés értékét, és azt jelenti, hogy mekkora primer áram mellett folyik egy bizonyos szabványos áram a szekunder áramkörben (leggyakrabban 5 A, ritkán 1 A). Az áramváltók primer áramait szabványos névleges áramok tartományából határozzák meg. Az áramváltó transzformációs arányát általában a névleges primer áram és a névleges szekunder áram arányaként írják fel, például: 75/5 (ha a primer tekercsben áram folyik 75 A - 5 A a mérőelemekhez zárt szekunder tekercs) vagy 1000/1 (1000 A primer körben 1 A áramerősség esetén a szekunder körökben 1 A áram folyik. Néha a CT-k változó transzformációs arányúak lehetnek, ami lehetséges a primer tekercsek visszakapcsolása párhuzamosról soros kapcsolásra (például ezt a megoldást használják a TFZM-110 áramváltókban), vagy a primer vagy szekunder tekercseken lévő leágazásokat (ez utóbbit az UTT típusú laboratóriumi áramváltókban használják) ill. saját primer tekercs nélküli áramváltók (UTT áramváltók) ablakán átvezetett primer vezeték menetszámának változtatásával.

Pontossági osztály

A CT pontossági osztályának meghatározásához a következő fogalmakat vezetjük be:

áramhibák , ahol a tényleges szekunder áram, a csökkentett primer áram, az elsődleges áram, az áramváltó áttétele; $\Delta I=I_{2}-I_{1}^{'}$ $én_{2}$ $I_{1}^{'}=I_{1}/n$ $I_1$ $n$
szöghibák , ahol a primer és szekunder áram közötti elméleti fáziseltolódási szög  = 180°, a primer és szekunder áram közötti tényleges szög; ${\displaystyle \delta =\alpha _{1}-\alpha _{2))$ $\alpha_{1}$ $\alpha_{1}$ $\alpha_2$
relatív teljes hiba , ahol a komplex csökkentett áram modulusa. $\varepsilon \%=(|I_{1}^{'}-I_{2}|)/|I_{1}^{'}|$ $|I_{1}^{'}|$

Az áram- és szöghibákat a mágnesező áram hatása magyarázza. Az ipari áramváltók esetében a következő pontossági osztályokat állapítják meg: 0,1; 0,5; egy; 3, 10R. A GOST 7746-2001 szerint a pontossági osztály a ΔI aktuális hibának felel meg, a szöghiba: ±40′ (0,5 osztály); ±80′ (1. osztály), a 3. és 10P. osztályok esetében a szög nincs szabványosítva. Ebben az esetben az áramváltó csak akkor lehet a pontossági osztályban, ha a szekunder áramkör ellenállása nem haladja meg a beállított értéket, és a primer áramkör árama a transzformátor névleges áramának 0,05-1,2-e. Az S betű hozzáadása az áramváltók pontossági osztályának (például 0,5 S) megjelölése után azt jelenti, hogy a transzformátor a névleges áram 0,01 és 1,2 közötti pontossági osztályába tartozik. A 10R osztály (a régi GOST D szerint) védelmi áramkörök táplálására szolgál, és a relatív teljes hiba szerint van besorolva, amely nem haladhatja meg a 10%-ot a maximális rövidzárlati áram és a szekunder áramkör adott ellenállása mellett. Az IEC (IEC 60044-01) nemzetközi szabvány szerint az áramváltóknak a pontossági osztályba kell tartozniuk, ha a primer tekercsen átfolyó áram a névleges áram 0,2-200%-a, amit általában nanokristályos ötvözetekből álló mag gyártásával érnek el. .

Áramváltók megnevezései

A háztartási áramváltók a következő jelölésekkel rendelkeznek:

a "T" jelölés első betűje áramváltó;
a második betű egyfajta konstrukció: „P” - átjáró, „O” - támaszték, „Sh” - gumiabroncs, „F” - porcelán gumiabroncsban;
a harmadik betű a szigetelőanyag: "M" - olaj, "L" - öntött szigetelés, "G" - gáz ( SF6 ).

Továbbá a kötőjelen keresztül fel van írva az áramváltó szigetelési osztálya, az éghajlati változat és a telepítési kategória. Például: TPL-10УХЛ4 100/5А: "öntvényszigetelésű áramváltó 10 kV szigetelési osztályú, mérsékelt és hideg éghajlatra, 4. kategória, 100/5 átalakítási arány" (értsd: "százszor öt").

Jegyzetek

A feszültségváltóval ellentétben az áramváltónak van egy üresjárati üzemmódja, amely vészhelyzet. A CT mágneses áramkörben keletkező mágneses fluxus egyenlő a primer és szekunder tekercs által létrehozott mágneses fluxusok különbségével. A transzformátor normál működési körülményei között kicsi. A szekunder tekercs áramkörének kinyitásakor azonban csak az elsődleges tekercs mágneses fluxusa lesz a magban, ami jelentősen meghaladja a mágneses fluxus különbségét. A magveszteségek drámaian megnőnek, a transzformátor túlmelegszik és meghibásodik („acéltűz”). Ezenkívül egy nagy EMF jelenik meg a megszakadt másodlagos áramkör végein , ami veszélyes a kezelő munkájára. Ezért az áramváltót nem lehet a vezetékre csatlakoztatni anélkül, hogy mérőeszközt ne csatlakoztatnának. Ha a mérőeszközt le kell választani az áramváltó szekunder tekercséről, akkor azt rövidre kell zárni.
A PUE szerint a CT szekunder tekercsét földelni kell (az áramütés elleni védelem érdekében a szigetelés meghibásodása során, vagy amikor a szekunder áramkör szakadása miatt nagy feszültség indukálódik).

Lásd még

Irodalom

PUE
Shabad M.A. Áramváltók relévédelmi áramkörökben. Oktatási kiadás. – 1998.
Rodshtein L.A. Elektromos készülékek: Tankönyv a műszaki iskolák számára. - 3. kiadás - L . : Energoizdat. Leningrád. osztály, 1981.
Afanasiev V. V. és mások Áramváltók. - L . : Energoatomizdat, 1989.
Chernobrov N. V. Relé védelem. - M . : Energia, 1974.

Jegyzetek

↑ Mi az elektromos áram: alapfogalmak és jellemzők . Electroinfo.net (2020. május 2.). Hozzáférés időpontja: 2021. augusztus 12. (Orosz)
↑ Áram, feszültség, ellenállás, teljesítmény és egyéb mennyiségek. (orosz) ? . Electrolife . Hozzáférés időpontja: 2021. augusztus 12. (határozatlan)

Áramváltó

Tervezési jellemzők

Mérőáramváltók kapcsolási rajzai

Áramváltók osztályozása

Áramváltók paraméterei

Átalakítási arány

Pontossági osztály

Áramváltók megnevezései

Jegyzetek

Lásd még

Irodalom

Jegyzetek

Linkek