Uvod
Strujni transformator (CT) važan je instrumentni transformator koji se koristi za mjerenje, nadzor i zaštitu električnih sustava. Njegova glavna funkcija je transformirati visoku primarnu struju u nižu sekundarnu struju koja se može sigurno spojiti na brojila, opremu za nadzor i zaštitne releje.
Za odabir pravog CT-a za električnu primjenu, važno je razumjeti njegove osnovne karakteristike. Ove karakteristike određuju koliko točno i pouzdano CT radi u normalnim radnim uvjetima i, za zaštitne primjene, tijekom nenormalnih stanja ili stanja kvara.
Najvažnije karakteristike uključuju omjer struje, nazivnu primarnu i sekundarnu struju, klasu točnosti, opterećenje, frekvenciju, razinu izolacije, karakteristike pobude, učinak zasićenja, polaritet i vrstu primjene.
1. Omjer transformacije struje
Omjer transformacije struje jedna je od najosnovnijih karakteristika CT-a.
Predstavlja odnos između nazivne primarne struje i nazivne sekundarne struje.
Na primjer, CT ocijenjen na 500/5A dizajniran je da osigura približno 5A sekundarne struje kada je primarna struja 500A pod nazivnim uvjetima.
Ostali uobičajeni omjeri uključuju 100/5A, 200/5A, 400/5A, 600/5A i 1000/5A.
Omjer treba odabrati prema očekivanoj primarnoj struji i zahtjevima priključene mjerne ili zaštitne opreme.
2. Nazivna primarna struja
Nazivna primarna struja je vrijednost primarne struje za koju je CT projektiran da radi pod određenim uvjetima.
Obično se izražava u amperima.
Na primjer, u 600/5A CT, nazivna primarna struja je 600A.
Odabir odgovarajuće nazivne primarne struje je važan jer CT treba odgovarati očekivanom električnom opterećenju i radnim uvjetima.
Ako je CT značajno predimenzioniran za stvarno opterećenje, performanse mjerenja možda neće biti optimalne za neke primjene. Ako primarna struja redovito premašuje nazivnu vrijednost CT-a, razmatranja o toplini i točnosti postaju važna.
3. Nazivna sekundarna struja
Nazivna sekundarna struja je struja koju je CT dizajniran da pruži kada primarna struja dosegne svoju nazivnu vrijednost.
Uobičajene sekundarne ocjene uključuju 1A i 5A.
Na primjer:
* 400/5A CT → 5A nazivna sekundarna struja
* 1000/5A CT → 5A nazivna sekundarna struja
* 400/1A CT → 1A nazivna sekundarna struja
Sekundarna vrijednost mora biti kompatibilna s povezanim mjeračem, relejem ili uređajem za nadzor.
4. Klasa točnosti
Klasa točnosti opisuje očekivanu izvedbu mjerenja CT-a u određenim radnim uvjetima.
Različite primjene zahtijevaju različite razine točnosti.
Mjerni CT-ovi dizajnirani su za pružanje točnih mjerenja struje za mjerače energije i nadzorne sustave.
Zaštitni CT-ovi su dizajnirani da održe odgovarajuće performanse tijekom stanja kvara tako da zaštitni releji mogu primati korisne informacije o struji.
Odgovarajuću klasu točnosti stoga treba odabrati prema namjeni CT-a.
5. Teret
Teret je još jedna važna karakteristika.
Predstavlja opterećenje spojeno na sekundarni krug CT-a i općenito uključuje impedanciju mjerača, releja, kabela, terminala i druge sekundarne opreme.
Ako stvarno opterećenje premašuje nazivno opterećenje CT-a, CT možda neće zadržati svoju specificiranu točnost ili performanse.
Iz tog razloga, priključenu sekundarnu opremu i duljinu kabela treba uzeti u obzir tijekom odabira CT-a.
6. Ocjena frekvencije
Nazivna frekvencija označava frekvenciju za koju je CT projektiran.
Uobičajene frekvencije-sustava napajanja uključuju 50 Hz i 60 Hz.
CT bi trebao biti prikladan za frekvenciju električnog sustava u kojem je instaliran.
Frekvencija utječe na magnetsko ponašanje jezgre i stoga može utjecati na performanse CT-a.
7. Razina izolacije
Razina izolacije posebno je važna za srednje{0}} i visoko-naponske CT-ove.
CT izolacijski sustav mora izdržati normalni radni napon i primjenjiva električna naprezanja sustava.
Izolacijska svojstva ovise o konstrukciji CT-a, materijalima, uvjetima okoline i razini napona.
Pravilna izolacija ključna je za pouzdan i siguran rad.
8. Karakteristike uzbude
Karakteristike pobude opisuju odnos između napona primijenjenog na sekundar CT-a i pobudne struje koju zahtijeva magnetska jezgra.
Oni pružaju korisne informacije o magnetskom ponašanju CT-a.
Karakteristike pobude posebno su važne za zaštitne CT jer mogu pomoći u određivanju točke u kojoj se jezgra približava zasićenju.
Ispitivanje karakteristika pobude također može pomoći u identificiranju određenih problema s magnetskim krugom.
9. Izvedba zasićenja
CT bi trebao imati odgovarajuće karakteristike zasićenja za namjeravanu primjenu.
Zasićenje se događa kada magnetska jezgra više ne može održavati proporcionalni odnos između magnetskog toka i pobude.
Tijekom kvara, primarna struja može postati vrlo visoka. Ako se CT prekomjerno zasiti, valni oblik sekundarne struje može postati iskrivljen.
Za primjene mjerenja, zasićenje može uzrokovati pogreške u mjerenju.
Kod zaštitnih aplikacija, prekomjerno zasićenje može utjecati na strujni signal koji primaju zaštitni releji.
Stoga se pri odabiru zaštitnog CT-a mora uzeti u obzir učinak zasićenja.
10. Polaritet
CT polaritet identificira relativni smjer struje na primarnim i sekundarnim terminalima.
Ispravan polaritet je važan kada su CT-ovi spojeni na mjerače, zaštitne releje ili više strujnih krugova CT-a.
Neispravan polaritet može uzrokovati netočna mjerenja snage ili neželjeno ponašanje u određenim zaštitnim shemama.
CT terminali su stoga obično označeni kako bi označili njihov polaritet i orijentaciju spoja.
11. Primarna i sekundarna konfiguracija
Strujni transformatori dostupni su u različitim fizičkim i električnim konfiguracijama.
Uobičajeni dizajni uključuju:
* Prstenasti-tip CT
* Prozor-tip CT
* Split{0}}core CT
* Traka-tip CT
* CT-vrste rane
* Toroidalni CT
Odgovarajući dizajn ovisi o rasporedu vodiča, raspoloživom prostoru za ugradnju, razini struje i zahtjevima primjene.
Na primjer, CT s podijeljenom{0}}jezgrom može biti koristan za naknadnu ugradnju gdje se postojeći vodič ne može lako odvojiti.
12. Raspon mjerenja
Koristan raspon mjerenja još je jedna važna karakteristika CT-a.
CT treba odabrati tako da njegova predviđena radna struja bude unutar raspona u kojem može pružiti odgovarajuću točnost.
Za aplikacije mjerenja, raspon mjerenja može biti posebno važan jer stvarno opterećenje može značajno varirati tijekom dana.
Odabir odgovarajućeg omjera pomaže osigurati da CT može pružiti korisna mjerenja u očekivanom radnom rasponu.
13. Toplinska izvedba
Struja koja teče kroz CT proizvodi toplinu, a CT mora biti u stanju sigurno raditi unutar svojih specificiranih toplinskih granica.
Toplinska izvedba ovisi o čimbenicima kao što su primarna struja, sekundarno opterećenje, temperatura okoline, raspored vodiča i ventilacija.
CT instaliran u visoko-temperaturnom razvodnom ormariću može imati različite toplinske uvjete od onog instaliranog u dobro-prozračenom okruženju.
Stoga, tijekom odabira treba uzeti u obzir radno okruženje.
14. Mehaničke i ekološke karakteristike
Izvedba CT-a također ovisi o uvjetima u kojima je transformator instaliran.
Važni čimbenici okoliša uključuju:
* Temperatura
* Vlažnost
* Prašina
* Onečišćenje
* Vibracija
* Korozija
* Nadmorska visina
* Unutarnja ili vanjska montaža
Mehanička konstrukcija također treba biti prikladna za okruženje instalacije.
Na primjer, vanjske primjene mogu zahtijevati CT s odgovarajućim kućištem i zaštitom okoliša.
15. Primjena mjerenja ili zaštite
Jedna od najvažnijih karakteristika je namjena.
CT za mjerenje optimiziran je za precizno mjerenje.
Zaštitni CT dizajniran je za pružanje odgovarajućih performansi tijekom-visokih struja i stanja kvara.
Ove dvije vrste mogu imati različite dizajne jezgre, karakteristike točnosti i zahtjeve za performansama.
Stoga se CT nikada ne bi trebao birati samo na temelju omjera struje. Također se mora uzeti u obzir namjeravana primjena.
16. Sigurnost sekundarnog kruga
Sekundarni krug je još jedna važna karakteristika rada CT-a.
Kada teče primarna struja, sekundar CT-a bi trebao biti pravilno spojen na predviđeno opterećenje ili se njime treba rukovati u skladu s odobrenim postupcima kratkog spajanja.
Sekundarni CT pod naponom ne smije se slučajno otvarati jer se može razviti opasan napon.
Ispravno sekundarno ožičenje, uzemljenje, identifikacija terminala i postupci održavanja stoga su ključni za siguran rad.
Kako odabrati CT na temelju njegovih karakteristika
Prilikom odabira strujnog transformatora korisnici bi trebali zajedno procijeniti nekoliko karakteristika:
1. Nazivna primarna struja
2. Nazivna sekundarna struja
3. Trenutni omjer
4. Klasa točnosti
5. Teret
6. Učestalost
7. Razina izolacije
8. Karakteristike zasićenja
9. Vrsta instalacije
10. Uvjeti okoliša
11. Zahtjevi za mjerenje ili zaštitu
12. Povezana oprema
Uzimanje u obzir svih ovih parametara pomaže osigurati da CT odgovara električnom sustavu i pruža pouzdan rad.
Zaključak
Osnovne karakteristike strujnog transformatora određuju koliko dobro može mjeriti, nadzirati i podržavati zaštitu električnog sustava.
Važne karakteristike uključuju CT omjer, nazivnu primarnu struju, nazivnu sekundarnu struju, klasu točnosti, opterećenje, nazivnu frekvenciju, razinu izolacije, karakteristike pobude, performanse zasićenja, polaritet, toplinske performanse i fizičku konstrukciju.
Pravi CT treba odabrati prema cijeloj aplikaciji, a ne prema jednom parametru. Usklađivanjem karakteristika CT-a s električnim sustavom, povezanom opremom i okolinom instalacije, korisnici mogu postići preciznija mjerenja, pouzdan nadzor i učinkovitu električnu zaštitu.