W nowoczesnym systemie elektroenergetycznym pomiar prądu i napięcia jest podstawą bezpiecznej pracy, monitorowania zużycia energii i ochrony przekaźników. Ponieważ wartości odkształceń prądu i napięcia w liniach przesyłowych i dystrybucyjnych wysokiego napięcia są zwykle znacznie wyższe, niż mogą bezpośrednio wytrzymać przyrządy pomiarowe i sprzęt ochronny, konieczne jest przekształcenie wysokiego prądu lub napięcia po jednej stronie przekładnika prądowego na znormalizowane sygnały o niskim prądzie lub napięciu.
W praktyce dwa najczęstsze urządzenia to przekładnik prądowy wysokiego napięcia i przekładnik napięciowy. Chociaż oba są urządzeniami do pomiaru mocy, działają w zupełnie inny sposób, mają inną funkcję i sposób instalacji.
Jako dostawca sprzętu elektrycznego wysokiego napięcia regularnie otrzymujemy zapytania od klientów dotyczące różnic między nimi. W artykule tym przeprowadzona zostanie szczegółowa analiza zasady działania, charakterystyki funkcji, scenariuszy zastosowań i tak dalej.
Co to jest przekładnik prądowy wysokiego napięcia?
Przekładnik prądowy wysokiego napięcia służy głównie do pomiaru i monitorowania prądu w systemie elektroenergetycznym.
Jego podstawową funkcją jest skalowanie dużego prądu pierwotnego na standardowy sygnał małego prądu, zazwyczaj:
1A
5A
Dzięki temu przyrządy pomiarowe, urządzenia zabezpieczające przekaźniki i systemy automatyki mogą bezpiecznie monitorować i kontrolować prąd.
Zasady pracy
Zasada działania przekładnika prądowego wysokiego napięcia to indukcja elektromagnetyczna.
Kiedy przez przewód pierwotny przepływa duży prąd, w żelaznym rdzeniu generowany jest strumień magnetyczny, co powoduje proporcjonalne zmniejszenie sygnału prądowego w uzwojeniu wtórnym.
Na przykład:
Prąd główny:
1000A
Pod-wyjścia:
5A
Przyrząd może obliczyć rzeczywisty prąd linii, mierząc prąd 5A.
Co to jest transformator napięcia?
Przekładniki napięciowe stosowane są głównie do pomiaru napięcia i monitorowania linii wysokiego napięcia.
Mogą proporcjonalnie obniżyć wysokie napięcie po jednej stronie do standardowego napięcia pomiarowego.
Typowe wyjścia wtórne obejmują:
100V
110V
Dzięki temu instrumenty i sprzęt ochronny mogą działać bezpiecznie.
Zasady pracy
Transformator napięciowy jest zasadniczo specjalnym typem transformatora.
Wysokie napięcie jest przekształcane na napięcie wyjściowe niskiego napięcia poprzez wykorzystanie współczynnika zwojów pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i drugim.
Na przykład:
Główne napięcie:
10kV
Napięcie wtórne:
100V
Układ pomiarowy oblicza rzeczywiste napięcie sieci na podstawie współczynnika zwojów.
Jaka jest podstawowa różnica?
Chociaż oba są transformatorami pomiarowymi, mierzone są przez bardzo różne obiekty.
Przekładnik prądowy wysokiego napięcia mierzący parametry prądu.
Przekładniki napięciowe mierzące parametry napięciowe.
Krótko mówiąc:
CT Aktualne środki
VT mierzy napięcie
To jest podstawowa różnica.
Działają na bardzo różne sposoby.
Przekładnik prądowy wysokiego napięcia:
Powierzchnia główna jest zwykle połączona z linią szeregowo.
Prąd musi przejść przez transformator, aby został zmierzony.
Dlatego:
Bardzo mało zwojów w uzwojeniu głównym
Duży przekrój przewodu
Przekładniki napięciowe:
Powierzchnia główna jest połączona równolegle z linią główną.
Jego główną funkcją jest zbieranie sygnałów napięcia sieciowego.
Dlatego:
Główne uzwojenie obraca się bardziej.
Prąd przewodnika jest niewielki.
Różne metody łączenia determinują ich istotne różnice w strukturze projektu.
Wymagania dotyczące działania strony wtórnej są inne.
Jest to kluczowy punkt w zastosowaniach inżynierskich.
Nie można włączyć przekładnika prądowego.
Gdy HVCT działa i strona wtórna jest otwarta:
Rdzeń zostanie poważnie nasycony.
Strona wtórna będzie generować bardzo niebezpieczne napięcie.
Może to spowodować uszkodzenie sprzętu.
Stanowi to zagrożenie dla bezpieczeństwa ludzi.
Dlatego strona wtórna przekładnika prądowego (CT) musi pozostać zamknięta.
Przekładniki napięciowe nie mogą powodować zwarć.
Odwrotna sytuacja dotyczy przekładników napięciowych.
Jeżeli po drugiej stronie występuje zwarcie:
Prąd wzrasta dramatycznie.
Uzwojenia mogą się przepalić.
Sprzęt może ulec uszkodzeniu.
Dlatego należy unikać-działania zwarcia drugiej strony przekładnika napięciowego.
Jest to jedna z najważniejszych kwestii, które należy wziąć pod uwagę podczas instalacji i konserwacji na miejscu.
Jakie są różnice w scenariuszach zastosowań?
Zastosowanie przekładnika prądowego wysokiego napięcia
Przekładniki prądowe wysokiego napięcia są szeroko stosowane w:
Podstacje
Linie przesyłowe
Systemy dystrybucji
Systemy pomiaru mocy
Przekaźnikowe systemy zabezpieczeń
Monitorowanie mocy przemysłowej
Głównie odpowiedzialny za bieżące pobieranie próbek i kontrolę zabezpieczeń.
Zastosowanie przekładników napięciowych
Przekładniki napięciowe są szeroko stosowane do:
napięcie sieciowe
Pomiar energii
Systemy ochrony napięciowej
Zautomatyzowane systemy sterowania
Monitorowanie jakości energii elektrycznej
Odpowiedzialny głównie za pobieranie próbek napięcia i ochronę.
Rola w systemach zabezpieczeń przekaźników
Nowoczesne inteligentne podstacje w dużym stopniu opierają się na sprzęcie ochronnym.
Przekładniki prądowe-wysokonapięciowego zapewniają:
Sygnały zabezpieczenia nadprądowego
Sygnały zabezpieczenia różnicowego
Sygnały wykrywania-zwarć
Przekładniki napięciowe zapewniają:
Sygnały zabezpieczenia podnapięciowego
Sygnały zabezpieczające przed przepięciem
Sygnały pomiaru częstotliwości
Sygnały detekcji synchronizacji
Razem tworzą cały system ochrony.
Dlaczego systemy zasilania potrzebują zarówno przekładników prądowych, jak i przekładników napięciowych?
Wielu klientów zapyta:
Ponieważ oba mogą mierzyć parametry elektryczne, dlaczego nie zainstalować więcej niż jednego urządzenia?
Dzieje się tak dlatego, że praca systemu elektroenergetycznego wymaga jednoczesnego dostępu do:
Dostępne dane
Dane napięcia
Na przykład moc obliczeniowa wymaga:
P=UIcosφ
Bez informacji o prądzie i napięciu system nie może dokładnie mierzyć, monitorować i chronić.
Dlatego też przekładniki prądowe-wysokonapięciowego i przekładniki napięciowe są zwykle używane razem.
Jak wybrać odpowiedni transformator instrumentu?
Podczas zakupów warto skupić się na:
Przekładnik prądowy wysokiego napięcia:
Prąd znamionowy
Klasa dokładności
Nośność
Klasa izolacji
Środowisko izolacyjne
Dla przekładników napięciowych:
Napięcie znamionowe
Współczynnik transformacji
Klasa dokładności
Struktura izolacji
Poziom napięcia systemu
Wybór produktów spełniających wymagania projektu jest kluczem do zapewnienia dokładności pomiaru i bezpieczeństwa systemu.
Wniosek:
Chociaż zarówno przekładniki HVCT, jak i przekładniki napięciowe są urządzeniami do pomiaru mocy, działają one na bardzo różne sposoby. Pierwszy konwertuje wysoki prąd na standardowe prądy pomiarowe, drugi przekształca wysokie napięcie na standardowe napięcia pomiarowe. Te dwa urządzenia są niezbędne w nowoczesnych podstacjach, liniach przesyłowych i systemach dystrybucyjnych i wspólnie zapewniają niezawodne wsparcie danych dla pomiarów mocy, zabezpieczeń przekaźników i obsługi inteligentnych sieci. Zrozumienie różnicy pomaga inżynierom i nabywcom wybrać rozwiązania, które lepiej odpowiadają ich potrzebom projektowym.
Często zadawane pytania
Jaka jest największa różnica między HVCT a VCT?
Przekładniki prądowe wysokiego napięcia służą do pomiaru prądu, a przekładniki napięciowe służą do pomiaru napięcia. To jest podstawowa różnica.
Dlaczego przekładnik prądowy nie może się otworzyć?
Otwory boczne mogą generować niebezpieczne wysokie ciśnienie, które może spowodować uszkodzenie sprzętu i zagrożenie dla personelu.
Dlaczego transformator napięciowy nie może spowodować zwarcia-?
Zwarcia wtórne mogą prowadzić do gwałtownego wzrostu prądu i uszkodzenia uzwojeń i sprzętu.
Czy przekładnik prądowy i przekładnik napięciowy mogą być używane niezależnie?
Tak, ale w większości systemów zasilania są one zwykle używane razem w celu pełnego pomiaru i zabezpieczenia.
W jakich branżach najczęściej stosuje się-transformatory wysokiego napięcia?
Transformatory-wysokonapięciowego są szeroko stosowane w przedsiębiorstwach elektroenergetycznych, podstacjach, parkach przemysłowych, nowych elektrowniach, transporcie kolejowym i-przedsiębiorstwach produkcyjnych na dużą skalę.
