Röle koruması ve otomasyon için devrelerdeki akım trafolarının ölçülmesi

Elektrik trafo merkezlerinin güç ekipmanı organizasyonel olarak iki tür cihaza ayrılmıştır:

1. taşınan enerjinin tüm gücünün iletildiği güç devreleri;

2. Birincil döngüde yer alan işlemleri kontrol etmenizi ve kontrol etmenizi sağlayan ikincil cihazlar.

Güç ekipmanı açık alanlarda veya kapalı şalt teçhizatında bulunur ve ikincil ekipman röle panolarında, özel panolarda veya ayrı hücrelerde bulunur.

Güç ünitesi ile ölçüm, yönetim, koruma ve kontrol organları arasında bilgi iletme işlevini yerine getiren ara bağlantı, ölçüm transformatörleridir. Tüm bu tür cihazlar gibi, farklı voltaj değerlerine sahip iki tarafı vardır:

1. birinci döngünün parametrelerine karşılık gelen yüksek voltaj;

2.düşük voltaj, enerji ekipmanının servis personeli üzerindeki etki riskini ve kontrol ve izleme cihazlarının oluşturulması için malzeme maliyetini azaltmaya izin verir.

"Ölçüm" sıfatı, bu elektrikli cihazların amacını yansıtır, çünkü bunlar, güç ekipmanı üzerinde gerçekleşen tüm süreçleri çok doğru bir şekilde simüle ederler ve transformatörlere ayrılırlar:

1. akım (CT);

2. voltaj (VT).

Dönüşümün genel fiziksel ilkelerine göre çalışırlar, ancak farklı tasarımlara ve birincil devreye dahil edilme yöntemlerine sahiptirler.

Akım trafoları nasıl yapılır ve çalışır?

Çalışma prensipleri ve cihazlar

tasarımda akım trafosu ölçümü birincil devrede akan büyük değerlerin akımlarının vektör değerlerinin orantılı olarak azaltılmış büyüklüklere dönüştürülmesi ve aynı şekilde ikincil devrelerdeki vektörlerin yönleri belirlenir.

Manyetik devre cihazı

Yapısal olarak, akım trafoları, diğer tüm trafolar gibi, ortak bir manyetik devrenin etrafına yerleştirilmiş iki yalıtılmış sargıdan oluşur. Özel elektrikli çelik türleri kullanılarak eritilmiş lamine metal plakalardan yapılmıştır. Bu, bobinler etrafında kapalı bir döngüde dolaşan manyetik akıların yolundaki manyetik direnci azaltmak ve kayıpları azaltmak için yapılır. girdap akımları.

Röle koruma ve otomasyon şemaları için bir akım trafosu, bir değil, plaka sayısına ve kullanılan toplam demir hacmine göre farklılık gösteren iki manyetik çekirdeğe sahip olabilir. Bu, aşağıdaki durumlarda güvenilir bir şekilde çalışabilen iki tür bobin oluşturmak için yapılır:

1. Nominal çalışma koşulları;

2.veya kısa devre akımlarının neden olduğu önemli aşırı yüklerde.

İlk tasarım, ölçüm yapmak için kullanılır ve ikincisi, ortaya çıkan anormal modları kapatan korumaları bağlamak için kullanılır.

Bobinlerin ve bağlantı terminallerinin düzenlenmesi

Elektrik tesisatının devresinde kalıcı olarak çalışacak şekilde tasarlanıp imal edilen akım trafolarının sargıları, akımın güvenli geçişi ve ısıl etkisi için gereksinimleri karşılar. Bu nedenle, artan ısıtmayı hariç tutan bir enine kesit alanına sahip bakır, çelik veya alüminyumdan yapılmıştır.

Birincil akım her zaman ikincilden daha büyük olduğu için, doğru transformatör için aşağıdaki fotoğrafta gösterildiği gibi, bunun için sargı, boyut olarak önemli ölçüde öne çıkıyor.

Sol ve orta yapıların hiç gücü yok. Bunun yerine mahfazada içinden bir güç besleme kablosu veya sabit veri yolunun geçtiği bir açıklık sağlanır. Bu tür modeller, kural olarak, 1000 volta kadar olan elektrik tesisatlarında kullanılır.

Transformatör sargılarının terminallerinde, baraları bağlamak ve kabloları cıvata ve vidalı kelepçeler kullanarak bağlamak için her zaman sabit bir fikstür vardır. Bu, elektrik kontağının kesilebileceği, hasara neden olabilecek veya ölçüm sisteminin doğru çalışmasını bozabilecek kritik yerlerden biridir. Primer ve sekonder devrelerdeki kenetlenme kalitesine çalışma kontrolleri sırasında her zaman dikkat edilir.

Akım trafosu terminalleri fabrikada üretim sırasında işaretlenmiştir ve şu şekilde işaretlenmiştir:

• Primer akımın girişi ve çıkışı için L1 ve L2;

• I1 ve I2 — ikincil.

Bu indeksler, dönüşlerin birbirine göre sarma yönü anlamına gelir ve devre boyunca akım vektörlerinin dağılımının özelliği olan güç ve simüle edilmiş devrelerin doğru bağlantısını etkiler. Transformatörlerin ilk montajı veya arızalı cihazların değiştirilmesi sırasında dikkat edilir ve hatta hem cihazların montajından önce hem de kurulumdan sonra çeşitli elektriksel kontrol yöntemleriyle incelenir.

Birincil devre W1 ve ikincil W2'deki dönüş sayısı aynı değil, çok farklı. Yüksek gerilim akım trafoları genellikle manyetik devre boyunca besleme sargısı görevi gören yalnızca bir düz baraya sahiptir. İkincil sargı, dönüşüm oranını etkileyen daha fazla sayıda dönüşe sahiptir. Kullanım kolaylığı için iki sargıdaki akımların anma değerlerinin kesirli ifadesi olarak yazılmıştır.

Örneğin, kutunun isim plakasındaki 600/5 girişi, transformatörün 600 amper nominal akıma sahip yüksek voltajlı ekipmana bağlanmasının amaçlandığı ve ikincil devrede yalnızca 5'inin dönüştürüleceği anlamına gelir.

Her ölçüm akımı trafosu, birincil şebekenin kendi fazına bağlanır. Röle koruma ve otomasyon cihazları için sekonder sargıların sayısı, genellikle aşağıdakiler için akım devre çekirdeklerinde ayrı kullanım için arttırılır:

• Ölçüm aletleri;

• genel koruma;

• lastik ve lastik koruması.

Bu yöntem, daha az kritik devrelerin daha önemli devreler üzerindeki etkisini ortadan kaldırır, bunların bakımını ve çalışma voltajında ​​çalışan ekipman üzerinde test edilmesini basitleştirir.

Bu tür ikincil sargıların terminallerini işaretlemek amacıyla, başlangıç ​​için 1I1, 1I2, 1I3 ve uçlar için 2I1, 2I2, 2I3 tanımlaması kullanılır.

izolasyon cihazı

Her akım trafosu modeli, birincil sargıda belirli bir miktarda yüksek voltaj ile çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Sargılar ile mahfaza arasında bulunan yalıtım tabakası, kendi sınıfındaki güç şebekesinin potansiyeline uzun süre dayanmalıdır.

Yüksek gerilim akım trafolarının dış izolasyonlarında kullanım amacına göre aşağıdakiler kullanılabilir:

• porselen masa örtüsü;

• sıkıştırılmış epoksi reçineleri;

• bazı plastik türleri.

Sargılardaki iç tel geçişlerini yalıtmak ve dönüşten dönüşe arızaları ortadan kaldırmak için aynı malzemelere transformatör kağıdı veya yağ eklenebilir.

Doğruluk sınıfı TT

İdeal olarak, bir transformatör teorik olarak hata vermeden doğru şekilde çalışmalıdır. Bununla birlikte, gerçek yapılarda, telleri dahili olarak ısıtmak, manyetik direncin üstesinden gelmek ve girdap akımları oluşturmak için enerji kaybedilir.

Bu nedenle, en azından biraz, ancak uzayda yönelimdeki sapmalarla ikincil değerlerinden birincil akım vektörlerinin ölçeğinde yeniden üretimin doğruluğunu etkileyen dönüşüm süreci bozulur. Tüm akım trafoları, genlik ve açı olarak mutlak hatanın nominal değere oranının yüzdesi olarak normalize edilen belirli bir ölçüm hatasına sahiptir.

Doğruluk sınıfı akım trafoları «0.2», «0.5», «1», «3», «5», «10» sayısal değerleri ile ifade edilir.

Sınıf 0.2 transformatörler, kritik laboratuvar ölçümleri için çalışır.Sınıf 0.5, seviye 1 metrelerin ticari amaçlarla kullandığı akımların doğru ölçümü için tasarlanmıştır.

2. seviye rölelerin çalışması ve kontrol hesapları için akım ölçümleri 1. sınıfta yapılır. Sürücülerin çalıştırma bobinleri 10. doğruluk sınıfındaki akım trafolarına bağlanır. Tam olarak birincil ağın kısa devre modunda çalışırlar.

TT anahtarlama devreleri

Enerji endüstrisinde, çoğunlukla üç veya dört telli elektrik hatları kullanılır. İçlerinden geçen akımları kontrol etmek için, ölçüm transformatörlerini bağlamak için çeşitli şemalar kullanılır.

1. Elektrikli ekipman

Fotoğraf, iki akım trafosu kullanarak 10 kilovoltluk üç telli bir güç devresinin akımlarını ölçmenin bir varyantını göstermektedir.

Burada A ve C primer faz bağlantı baralarının akım trafolarının terminallerine civatalandığı ve sekonder devrelerin bir çitin arkasına gizlendiği ve ayrı bir kablo demetinden röle bölmesine yönlendirilen koruyucu bir boruya yönlendirildiği görülmektedir. devrelerin terminal bloklarına bağlanması için.

Aynı kurulum ilkesi diğer şemalarda da geçerlidir. yüksek gerilim ekipmanları110 kV şebeke için resimde gösterildiği gibi.

Burada ölçü trafolarının mahfazaları güvenlik yönetmeliği gereği topraklanmış betonarme platform kullanılarak yüksekte monte edilmektedir. Birincil sargıların besleme tellerine bağlantısı bir kesikte yapılır ve tüm ikincil devreler, bir terminal bağlantısı olan yakındaki bir kutuya çıkarılır.

Sekonder akım devrelerinin kablo bağlantıları, metal kapaklar ve beton plakalar ile kazara harici mekanik darbelere karşı korunur.

2.ikincil sargılar

Yukarıda belirtildiği gibi, akım trafolarının çıkış iletkenleri, ölçüm cihazları veya koruma cihazları ile çalışacak şekilde bir araya getirilir. Bu, devrenin montajını etkiler.

Ampermetreler kullanarak her fazdaki yük akımını kontrol etmek gerekirse, klasik bağlantı seçeneği kullanılır - tam bir yıldız devresi.

Bu durumda her cihaz, aralarındaki açıyı dikkate alarak fazının mevcut değerini gösterir. Otomatik kayıt cihazlarının bu modda kullanılması, sinüzoidlerin şeklini görüntülemenize ve bunlara dayalı olarak yük dağılımının vektör diyagramlarını oluşturmanıza en uygun şekilde olanak tanır.

Genellikle, 6 ÷ 10 kV giden fiderlerde, tasarruf etmek için üç değil, bir faz B kullanmadan iki ölçüm akım trafosu kurulur. Bu durum yukarıdaki fotoğrafta gösterilmiştir. Ampermetreleri tamamlanmamış bir yıldız devresine takmanıza izin verir.

Ek cihazın akımlarının yeniden dağıtılması nedeniyle, ağın simetrik yük modunda faz B vektörüne zıt olarak yönlendirilen A ve C fazlarının vektör toplamının görüntülendiği ortaya çıktı.

Hat akımını bir röle ile izlemek için iki ölçüm akım trafosunu açma durumu aşağıdaki fotoğrafta gösterilmiştir.

Şema, dengeli yük ve üç fazlı kısa devrelerin tam kontrolünü sağlar. Özellikle AB veya BC olmak üzere iki fazlı bir kısa devre meydana geldiğinde, böyle bir filtrenin hassasiyeti büyük ölçüde hafife alınır.

Sıfır bileşen akımları izlemek için ortak bir şema, ölçüm akım trafolarını tam bir yıldız devresine bağlayarak ve bir kontrol rölesinin sargısını birleşik bir nötr tele bağlayarak oluşturulur.

Bobinden akan akım, üç faz vektörünün eklenmesiyle oluşturulur. Simetrik modda dengelidir ve tek fazlı veya iki fazlı kısa devrelerin oluşması sırasında röledeki dengesizlik bileşeni serbest kalır.

Akım trafolarının ve ikincil devrelerinin ölçülmesinin performans özellikleri

operasyonel anahtarlama

Akım trafosunun çalışması sırasında, birincil ve ikincil sargılardaki akımların oluşturduğu bir manyetik akı dengesi oluşturulur, sonuç olarak büyüklükleri dengelenir, zıt yönlere yönlendirilir ve kapalı devrelerde üretilen EMF'nin etkisini telafi eder. .

Birincil sargı açıksa, akım akışı duracak ve tüm ikincil devrelerin bağlantısı kesilecektir. Ancak, akım birincilden geçtiğinde ikincil devre açılamaz, aksi takdirde ikincil sargıdaki manyetik akının etkisi altında, düşük dirençli kapalı bir döngüde akım akışına harcanmayan bir elektromotor kuvveti üretilir. , ancak Bekleme modunda kullanılır.

Bu, birkaç kilovolta ulaşan ve ikincil devrelerin yalıtımını kırabilen, ekipmanın çalışmasını bozabilen ve servis personelinde elektrik yaralanmalarına neden olabilen yüksek bir açık kontak potansiyelinin ortaya çıkmasına neden olur.

Bu nedenle akım trafolarının sekonder devrelerindeki tüm anahtarlamalar kesin olarak tanımlanmış bir teknolojiye göre ve her zaman denetçilerin gözetiminde, akım devreleri kesilmeden gerçekleştirilir. Bunu yapmak için şunu kullanın:

• hizmet dışı bırakılan bölümün kesinti süresi boyunca ek bir kısa devre kurmanıza izin veren özel tip klemensler;

• mevcut blokları kısa köprülerle test etme;

• özel anahtar tasarımı.

Acil durum süreçleri için kayıt cihazları

Ölçüm cihazları, aşağıdakiler için sabitleme parametrelerinin türüne göre ayrılır:

• nominal çalışma koşulları;

• sistemde aşırı akımın oluşması.

Kayıt cihazlarının hassas elemanları gelen sinyali doğru orantılı olarak algılar ve aynı zamanda görüntüler. Girişlerinde bozulma ile akım değeri girilirse, bu hata okumalara dahil edilecektir.

Bu nedenle, nominal akımlar yerine acil durum akımlarını ölçmek için tasarlanmış cihazlar, ölçümlere değil, bir akım trafosunun korumasının çekirdeğine bağlanır.

Ölçüm gerilimi trafolarının cihazı ve çalışma ilkeleri hakkında buradan okuyun: Röle koruması ve otomasyon için devrelerdeki gerilim trafolarının ölçülmesi