Vysvetlenie súčasných transformátorov: Princípy, typy a ako ich bezpečne používať

V modernej sieti energetického systému si každá fáza-od výroby cez prenos až po spotrebu-vyžaduje presné a bezpečné meranie prúdu. To zaisťuje stabilnú, efektívnu a bezpečnú prevádzku systému. Prúdy vo vysokonapäťových-systémoch často dosahujú niekoľko tisíc ampérov, čo znemožňuje priame meranie pomocou prístrojov. Preto sa na bezpečnú a presnú konverziu týchto prúdov používajú prúdové transformátory. Prúdové transformátory fungujú ako „snímače“ a „strážcovia“ energetického systému. Premieňajú vysoké prúdy na štandardné, bezpečné nízke prúdy a poskytujú presné údaje pre meracie, monitorovacie a ochranné zariadenia. Zároveň izolujú vysoké napätie, čím chránia personál aj vybavenie. Ich výkon a správne používanie majú priamy vplyv na spoľahlivosť a ekonomickú efektívnosť elektrizačnej sústavy. Tento článok predstaví štruktúru, princíp, funkciu, aplikáciu, výber, použitie a spôsoby údržby prúdových transformátorov.

 

Štruktúra prúdového transformátora a princíp činnosti

 

Štruktúra: Prúdový transformátor primárne pozostáva zo železného jadra, primárneho vinutia, sekundárneho vinutia, izolačných podpier, svoriek a (voliteľné) pomocných vinutí.

 

 

Funkcie a aplikácie prúdových transformátorov (CT)

 

 

 

Prúdové transformátory v transformátoroch a systémoch sa používajú na:

1. Monitorovanie vinutia hlavného transformátora: Merajte vysokonapäťové- a nízke{2}}napäťové prúdy vinutia. Poskytnite-informácie o zaťažení v reálnom čase a zabráňte poškodeniu nadprúdom.

2. Ochrana relé: Poskytujte prúdové signály ochranným zariadeniam. Zariadenia konajú rýchlo, keď dôjde k poruche. Chybné vedenia sú odpojené, aby bol systém bezpečný.

3. Meranie a účtovanie: Premeňte vysoké prúdy na štandardné prúdy pre merače. Zabezpečte presné meranie a spravodlivé účtovanie.

4. Monitorovanie preťaženia a porúch: Detekcia abnormálnych prúdov. Rýchlo nájdite preťaženie, skraty a iné problémy. Zabráňte poškodeniu transformátorov a systému.

5. Diferenciálna ochrana: Detekcia vnútorných porúch. Porovnajte prúdy na strane vysokého- a nízkeho-napätia. Rýchlo izolujte poruchy.

6. Monitorovanie zemného spojenia: Merajte nulovú-sekvenciu alebo zvyškový prúd. Zistite poškodenie izolácie alebo problémy s uzemnením. Chráňte ľudí a zariadenia.

7. Prípojnica/objímka CT (vnútorná): Nainštalujte na priechodky transformátora alebo prípojnice. Šetrite miesto a poskytnite presné merania. Uľahčite si monitorovanie systému.

8. Testovanie a diagnostika transformátora: Poskytujte presné aktuálne údaje na testovanie, údržbu a analýzu porúch. Pomôžte vyhodnotiť výkon a vykonávať preventívnu údržbu.

 

Klasifikácia prúdových transformátorov

 

Prúdové transformátory (CT) používané vo výkonových transformátoroch sú pomocné zariadenia určené na premenu vysokých primárnych prúdov na proporcionálne nízke sekundárne prúdy na meranie, ochranu a riadenie. Zabezpečujú bezpečné monitorovanie prevádzky transformátora, presné meranie a spoľahlivú ochranu relé. V závislosti od účelu, štruktúry a spôsobu izolácie možno tieto CT klasifikovať takto:

 

 

Ako si vybrať prúdový transformátor

 

 

Ako správne používať prúdový transformátor

 

1. Sekundárna strana nesmie byť otvorená-obvod

Ak dôjde k odpojeniu sekundárneho okruhu počas prevádzky, indukované napätie na sekundárnej strane prudko stúpne, čo spôsobí rýchly nárast magnetického toku. To môže nasýtiť jadro a generovať vysoké-napäťové špičky, čo ohrozuje merací prístroj a personál. Ak sa zistí otvorený obvod na sekundárnej strane, okruh sa musí okamžite uzavrieť a chyba sa musí opraviť.

2. Prispôsobenie a ochrana zaťaženia

Pri výbere prúdového transformátora zvážte vstupnú impedanciu prístroja, rozhranie ochranného relé a ďalšie faktory, aby ste sa uistili, že impedancia záťaže Z_b je v rámci menovitého rozsahu. Pre ochranné systémy vyžadujúce vysokú rýchlosť a spoľahlivosť sa odporúča CT s nízkym stupňom chybovosti a dobrými vlastnosťami ochrany otvoreného{2}}obvodu.

3. Montážna poloha a orientácia

Orientácia CT by mala byť v súlade so smerom primárneho vodiča, aby sa predišlo prepólovaniu fázy a chybám signálu. Pri inštalácii CT kruhového alebo okenného -typu CT sa uistite, že vodiče prechádzajú cez jadro správny počet krát a v správnom smere, ako je uvedené v návrhu.

4. Teplota a vetranie

Vysoké zaťaženie alebo vysoké teploty okolia môžu zvýšiť nárast teploty CT, čo ovplyvňuje straty medi a železa. Zabezpečte dobré vetranie v miestnosti so zariadením, správnu kabeláž a vyhýbajte sa inštalácii CT v blízkosti silných zdrojov tepla, aby ste zabezpečili dlhodobú-stabilnú prevádzku.

 

Údržba transformátora prúdu

 

Počas prevádzky by mal-služobný personál pravidelne kontrolovať prúdový transformátor, aby bola zaistená bezpečná prevádzka. Pri kontrole venujte pozornosť nasledujúcim bodom:

1. Prúdový transformátor by nemal mať žiadny abnormálny hluk alebo zápach spálenia.

2. Skontrolujte, či sa konektory prúdového transformátora neprehrievajú.

3. Porcelánová izolácia prúdového transformátora by mala byť čistá a neporušená, bez trhlín a výbojov.

4. Skontrolujte hladinu oleja v transformátore prúdu, či normálne funguje a či nedochádza k úniku oleja.

5. Pravidelne testujte izolačné vlastnosti oleja prúdového transformátora. V prípade transformátorov prúdu-naplnených olejom by sa kvalita oleja mala pravidelne testovať, aby sa predišlo zhoršeniu izolačnej kapacity, čo môže viesť k tepelnej expanzii a spôsobiť výbuch alebo požiar.