Үш фазалы ток трансформаторын анықтау және оның жалпы сценарийлері

АҮш фазалы ток трансформаторыфункциясына жету үшін электромагнетизмнің іргелі принциптері бойынша жұмыс істейді. Оның дизайны қарапайым, бірақ қуатты электр жүйелерін қауіпсіз бақылау үшін өте тиімді. Оның ішкі жұмысын түсіну оның неліктен электр желісін басқарудың негізгі іргетасы екенін көрсетеді.

Негізгі жұмыс принциптері

Ток трансформаторының жұмысы электромагниттік индукциямен реттеледі, бұл принцип арқылы сипатталадыФарадей заңы. Бұл процесс жоғары вольтты бастапқы тізбек пен өлшеу құралдары арасындағы тікелей электрлік байланыссыз токты өлшеуге мүмкіндік береді.Бүкіл дәйектілік бірнеше негізгі қадамдардан тұрады:

1. Негізгі өткізгіш (бастапқы катушка) арқылы жоғары бастапқы ток өтеді.
2. Бұл ток трансформатордың темір өзегінде сәйкес магнит өрісін тудырады.
3. Theмагниттік ядроосы өзгеретін магнит өрісін екінші реттік катушкаға бағыттайды.
4. Магнит өрісі екінші реттік катушкада әлдеқайда аз, пропорционалды токты индукциялайды.
5. Бұл қайталама ток өлшеу және талдау үшін есептегіштерге, релелерге немесе басқару жүйелеріне қауіпсіз беріледі.

Үш фазалы қолданбалар үшін құрылғыда катушкалар мен өзектердің үш жиынтығы бар. Бұл құрылыс үш фазалық сымдардың әрқайсысында бір мезгілде және тәуелсіз токты өлшеуге мүмкіндік береді.

Құрылыс және негізгі компоненттер

Ток трансформаторы үш негізгі бөліктен тұрады: бастапқы орам, қайталама орам және магниттік өзек.

• Бастапқы орама: Бұл өлшеуді қажет ететін жоғары ток өткізетін өткізгіш. Көптеген конструкцияларда (барлық типті КТ) біріншілік жай ғана негізгі жүйе шинасы немесе трансформатордың ортасынан өтетін кабель болып табылады.
• Екінші орам: Бұл магниттік өзекке оралған шағын өлшемді сымның көптеген бұрылыстарынан тұрады. Ол азайтылған, өлшенетін ток шығарады.
• Магниттік ядро: Өзек магнит өрісін бастапқыдан екінші орамға шоғырландыратын және бағыттайтын маңызды құрамдас болып табылады. Өзек үшін қолданылатын материал трансформатордың дәлдігі мен тиімділігіне тікелей әсер етеді.

Негізгі материалды таңдау маңыздыэнергияның жоғалуын азайту және сигналдың бұрмалануын болдырмау үшін. Жоғары дәлдіктегі трансформаторлар жоғары өнімділікке қол жеткізу үшін арнайы материалдарды пайдаланады.

Дәлдік туралы ескерту:Нақты әлемде ешқандай трансформатор мінсіз емес.Қателер бірнеше факторлардан туындауы мүмкін. Ядроны магниттеу үшін қажет қоздыру тогы фазалық және шамалық ауытқуларды тудыруы мүмкін. Сол сияқты, КТ-ны номиналды жүктемеден тыс пайдалану, әсіресе өте төмен немесе жоғары токтарда өлшеу қателігін арттырады. Магниттік қанықтылық, мұнда ядро ​​бұдан былай магнит ағынын көтере алмайды, әсіресе ақаулық жағдайында айтарлықтай дәлсіздіктерге әкеледі.

Айналымдар қатынасының маңыздылығы

Айналу коэффициенті ток трансформаторының математикалық жүрегі болып табылады. Ол бастапқы орамдағы ток пен екінші реттік орамдағы ток арасындағы байланысты анықтайды. Қатынас номиналды бастапқы токты номиналды қайталама токқа бөлу арқылы есептеледі.

Ток трансформаторының қатынасы (CTR) = Бастапқы ток (Ip) / Екінші ток (Is)

Бұл қатынас әрбір катушкадағы сымның айналу санымен анықталады. Мысалы, 400:5 қатынасы бар КТ негізгі өткізгіш арқылы 400А ағып жатқанда оның екінші жағында 5А ток шығарады. Бұл болжамды төмендету функциясы оның мақсаты үшін негізгі болып табылады. Ол қауіпті, жоғары токты өлшеу құрылғылары үшін қауіпсіз стандартталған төмен токқа айналдырады. Жүйенің күтілетін жүктемесіне сәйкес бұрылулардың дұрыс қатынасын таңдау дәлдік пен қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін өте маңызды.

Үш фазалы және бір фазалы ток трансформаторлары

Ток трансформаторының дұрыс конфигурациясын таңдау қуат жүйесін дәл және сенімді бақылау үшін өте маңызды. Бір үш фазалы ток трансформаторын немесе үш бөлек бір фазалы КТ пайдалану арасындағы шешім жүйенің дизайнына, қолданбаның мақсаттарына және физикалық шектеулерге байланысты.

Негізгі құрылымдық және дизайн айырмашылықтары

Ең айқын айырмашылық олардың физикалық құрылысында және олардың өткізгіштермен өзара әрекеттесуінде. Абір фазалы КТбір электр өткізгішін қоршауға арналған. Керісінше, үш фазалы КТ барлық үш фазалық өткізгіштер өтетін жалғыз біріктірілген блок болуы мүмкін немесе ол үш сәйкес келетін бір фазалы КТ жиынтығына сілтеме жасай алады. Әрбір тәсіл қуатты бақылауда белгілі бір мақсатқа қызмет етеді.

Қолданбаға тән артықшылықтар

Әрбір конфигурация арнайы қажеттіліктерге бейімделген бірегей артықшылықтарды ұсынады. Үш бөлек бір фазалы КТ пайдалану жүйенің ең егжей-тегжейлі және дәл көрінісін қамтамасыз етеді. Бұл әдіс әрбір фазаны дәл өлшеуге мүмкіндік береді, ол мыналар үшін маңызды:

• Табыс дәрежесі бойынша есепшот: Жоғары дәлдіктегі бақылау энергияның әділ және нақты есебін қамтамасыз ету үшін әрбір фазада арнайы КТ қажет.
• Теңгерімсіз жүктеме талдауы: Бірнеше бір фазалы жүктемелері бар жүйелерде (коммерциялық ғимарат сияқты) жиі әр фазада бірдей емес токтар болады. Бөлек КТ бұл теңгерімсіздікті дәл анықтайды.

Қалдық немесе нөл реттілігін өлшеу үшін жиі пайдаланылатын бір блокты үш фазалы КТ үш фазадағы токтың кез келген таза айырмашылығын сезу арқылы жерге тұйықталуларды анықтауда жақсы нәтиже береді.

Бірін екіншісіне қашан таңдау керек

Таңдау негізінен электр жүйесінің сымдарына және бақылау мақсатына байланысты.

Күн инверторлары сияқты ықтимал теңгерімсіз жүктемелері бар кіріс деңгейін өлшеу немесе бақылау жүйелері сияқты ең жоғары дәлдікті талап ететін қолданбалар үшінүш КТстандарт болып табылады. Бұл тәсіл болжамды болдырмайды және қуат тұтынылмағанда немесе барлық фазаларда бірдей өндірілмегенде орын алуы мүмкін дәл емес көрсеткіштердің алдын алады.

Міне, кейбір жалпы нұсқаулар:

• Үш фазалы, 4 сымды Wye жүйелері: Бейтарап сымды қамтитын бұл жүйелер толық дәлдік үшін үш CT қажет.
• Үш фазалы, 3 сымды Delta жүйелері: Бұл жүйелерде бейтарап сым жоқ. Өлшеу үшін жиі екі КТ жеткілікті, атап өткендейБлондель теоремасы.
• Теңгерілген және теңгерілмеген жүктемелер: Бір КТ көрсеткішін мінсіз теңестірілген жүктемеде көбейтуге болатынымен, жүктеме теңгерімсіз болса, бұл әдіс қателіктер жібереді. HVAC қондырғылары, кептіргіштер немесе қосалқы панельдер сияқты жабдық үшін әрқашан қуатталған әрбір өткізгіште КТ пайдаланыңыз.

Сайып келгенде, жүйе түрі мен дәлдік талаптарын ескере отырып, КТ дұрыс конфигурациясына әкеледі.

Үш фазалы ток трансформаторы қашан қолданылады?

АҮш фазалы ток трансформаторықазіргі заманғы электр жүйелерінің негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Оның қолданбалары қарапайым өлшеуден әлдеқайда кең. Бұл құрылғылар қаржылық дәлдікті қамтамасыз ету, қымбат тұратын жабдықты қорғау және өнеркәсіптік, коммерциялық және коммуналдық секторларда энергияны интеллектуалды басқаруды қамтамасыз ету үшін қажет.

Энергияны дәл есептеу және есептеу үшін

Коммуналдық қызметтер мен мекеме менеджерлері есеп айырысу үшін нақты қуат өлшемдеріне сүйенеді. Электр энергиясын тұтыну айтарлықтай болатын ауқымды коммерциялық және өнеркәсіптік жағдайларда, тіпті шамалы дәлсіздіктер айтарлықтай қаржылық сәйкессіздіктерге әкелуі мүмкін.Ток трансформаторларыосы маңызды тапсырма үшін қажетті дәлдікті қамтамасыз етіңіз. Олар жоғары токтарды кіріс деңгейіндегі есептегіштер қауіпсіз және дәл жаза алатын деңгейге дейін төмендетеді.

Бұл трансформаторлардың дәлдігі ерікті емес. Ол электр энергиясын есепке алуда әділдік пен жүйелілікті қамтамасыз ететін қатаң халықаралық стандарттармен реттеледі. Негізгі стандарттарға мыналар жатады:

• ANSI/IEEE C57.13: Америка Құрама Штаттарында ток трансформаторларын өлшеу және қорғау үшін кеңінен қолданылатын стандарт.
• ANSI C12.1-2024: Бұл АҚШ-тағы электр энергиясын есептеудің негізгі коды, есептегіштерге қойылатын дәлдік талаптарын анықтайды.
• IEC сыныптары: IEC 61869 сияқты халықаралық стандарттар төлем мақсаттары үшін 0,1, 0,2 және 0,5 сияқты дәлдік сыныптарын анықтайды. Бұл сыныптар рұқсат етілген ең үлкен қатені көрсетеді.

Қуат сапасы туралы ескерту:Тек ағымдағы шамадан басқа, бұл стандарттар фазалық бұрыш қатесін де қарастырады. Фазаны дәл өлшеу реактивті қуат пен қуат коэффициентін есептеу үшін өте маңызды, олар қазіргі заманғы коммуналдық төлемдер құрылымдарының маңызды құрамдас бөліктері болып табылады.

Артық ток пен ақаудан қорғау үшін

Электр жүйелерін зақымданудан қорғау ток трансформаторының ең маңызды функцияларының бірі болып табылады. Қысқа тұйықталу немесе жерге тұйықталу сияқты электр ақаулары жабдықты бұзатын және қауіпсіздікке елеулі қауіп төндіретін үлкен токтарды тудыруы мүмкін. Толық токтан қорғау жүйесі мұны болдырмау үшін бірге жұмыс істейді.

Жүйе үш негізгі бөлімнен тұрады:

1. Ток трансформаторлары (КТ): Бұл сенсорлар. Олар қорғалған жабдыққа түсетін токты үнемі бақылап отырады.
2. Қорғаныс релелері: Бұл ми. Ол КТ сигналын қабылдайды және токтың қауіпті жоғары екенін шешеді.
3. Ажыратқыштар: Бұл бұлшықет. Ол реледен өшіру пәрменін алады және ақаулықты тоқтату үшін тізбекті физикалық түрде ажыратады.

Нақты мәселелерді анықтау үшін КТ релелердің әртүрлі түрлерімен біріктірілген. Мысалы, аАртық ток релесі (OCR)ток қауіпсіз деңгейден асқанда, жабдықты шамадан тыс жүктемелерден қорғайды. АнЖерге тұйықталу релесі (EFR)фазалық токтар арасындағы кез келген теңгерімсіздікті өлшеу арқылы жерге ағып жатқан токты анықтайды. Егер КТ ақаулық кезінде қанықса, ол релеге жіберілген сигналды бұрмалап, қорғаныс жүйесінің істен шығуына әкелуі мүмкін. Сондықтан, қорғаныс класындағы КТ-лар төтенше ақау жағдайларында да дәл болып қалуға арналған.

Интеллектуалды жүктемені бақылау және басқару үшін

Заманауи салалар қарапайым қорғау мен есеп айырысудан асып түседі. Олар енді кеңейтілген операциялық түсініктер үшін электрлік деректерді пайдаланады жәнеболжамды техникалық қызмет көрсету. Ток трансформаторлары осы интеллектуалды жүйелер үшін негізгі деректер көзі болып табылады. Қысу арқылыинтрузивті емес КТқозғалтқыштың электр желілерінде инженерлер жұмысты бұзбай егжей-тегжейлі электр сигналдарын ала алады.

Бұл деректер қуатты болжамды техникалық қызмет көрсету стратегиясына мүмкіндік береді:

• Деректерді алу: КТ жұмыс істеп тұрған машиналардан бастапқы желі ток деректерін алады.
• Сигналдарды өңдеу: Мамандандырылған алгоритмдер құрылғының денсаулығын көрсететін мүмкіндіктерді шығару үшін осы электр сигналдарын өңдейді.
• Ақылды талдау: Уақыт өте келе осы электрлік белгілерді талдай отырып, жүйелер қозғалтқыштың «сандық егізін» жасай алады. Бұл сандық модель ақаулық тудырмас бұрын дамушы мәселелерді болжауға көмектеседі.

КТ деректерінің бұл талдауы механикалық және электрлік мәселелердің кең ауқымын анықтай алады, соның ішінде:

• Мойынтіректердің ақаулары
• Сынған ротор жолақтары
• Ауа аралық эксцентриситет
• Механикалық сәйкессіздіктер

Бұл проактивті тәсіл техникалық қызмет көрсету топтарына жөндеу жұмыстарын жоспарлауға, бөлшектерге тапсырыс беруге және қымбат жоспарланбаған тоқтауларды болдырмауға мүмкіндік береді, бұл ток трансформаторын қарапайым өлшеу құрылғысынан ақылды зауыт бастамаларының негізгі мүмкіндігіне айналдырады.

Дұрыс үш фазалы КТ қалай таңдауға болады

Дұрыс үш фазалы ток трансформаторын таңдау жүйенің сенімділігі мен дәлдігі үшін өте маңызды. Инженерлер қолданбаның нақты қажеттіліктерін, соның ішінде дәлдік талаптарын, жүйе жүктемесін және орнатудың физикалық шектеулерін ескеруі керек. Мұқият таңдау процесі өлшеу, қорғау және бақылау үшін оңтайлы өнімділікті қамтамасыз етеді.

Дәлдік кластарын түсіну

Ток трансформаторлары дәлдік кластарына бөлінедіөлшеу немесе қорғау үшін. Әрбір сынып белгілі бір мақсатқа қызмет етеді және қатесін пайдалану қаржылық шығынға немесе жабдықтың бұзылуына әкелуі мүмкін.

• Өлшеу КТқалыпты жұмыс токтары кезінде есеп айырысу және жүктемені талдау үшін жоғары дәлдікті қамтамасыз етеді.
• Қорғаныс КТқорғаныс релелерінің сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз ететін жоғары ақаулық токтарға төтеп беруге арналған.

Жалпы қателік - қорғаныс үшін жоғары дәлдіктегі өлшеуіш КТ пайдалану. Бұл КТ ақаулық кезінде қанықтыра алады, бұл реленің дәл сигнал алуына және автоматты ажыратқышты уақытында өшіруге мүмкіндік бермейді.

Артық спецификация туралы ескертпе:Анықтауқажетсіз жоғары дәлдік класы немесе сыйымдылығықұны мен көлемін күрт арттыруы мүмкін. Үлкен өлшемді КТ өндіру қиын болуы мүмкін және стандартты тарату құрылғыларының ішіне сыйғызу мүмкін емес дерлік болуы мүмкін, бұл оны практикалық емес таңдау етеді.

КТ қатынасын жүйе жүктемесіне сәйкестендіру

КТ коэффициенті электр жүйесінің күтілетін жүктемесіне сәйкес келуі керек. Тиісті өлшемді қатынас КТ ең дәл диапазонында жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Қарапайым әдіс қозғалтқыштың дұрыс қатынасын анықтауға көмектеседі:

1. Мотордың толық жүктеме амперін (FLA) оның тақтайшасынан табыңыз.
2. Шамадан тыс жүктеме жағдайларын есепке алу үшін FLA мәнін 1,25-ке көбейтіңіз.
3. Осы есептелген мәнге ең жақын стандартты CT қатынасын таңдаңыз.

Мысалы, FLA 330А қозғалтқышы есептеуді қажет етеді330А * 1,25 = 412,5А. Ең жақын стандартты қатынас 400:5 болады.Тым жоғары қатынасты таңдау төмен жүктемелердегі дәлдікті төмендетеді.Тым төмен қатынас ақаулар кезінде КТ қанықтыруын тудыруы мүмкін, қауіп төндіретін қорғаныс жүйелері.

Дұрыс физикалық форма факторын таңдау

Үш фазалы ток трансформаторының физикалық нысаны орнату ортасына байланысты. Екі негізгі түрі - тұтас ядролы және бөлінген ядролы.

• Қатты ядролы КТтұйық цикл бар. Орнатушылар негізгі өткізгішті өзек арқылы өткізу үшін ажыратуы керек. Бұл оларды электр қуатын өшіруге болатын жаңа құрылыстар үшін өте қолайлы етеді.
• Бөлінген ядролы КТашылуы және өткізгіштің айналасында қысылуы мүмкін. Бұл дизайн қолданыстағы жүйелерді қайта жаңарту үшін өте қолайлы, себебі ол электр қуатын өшіруді қажет етпейді.

Осы түрлердің бірін таңдау орнатудың жаңа немесе қайта жабдықталғандығына және қуатты үзу опция болып табылатындығына байланысты.

---

Үш фазалы ток трансформаторы үш фазалы жүйелерде токты қауіпсіз өлшеуге арналған маңызды құрылғы болып табылады. Оның негізгі қолданбалары энергияны дәл есептеуді қамтамасыз етеді, ақауларды анықтау арқылы жабдықты қорғайды және энергияны интеллектуалды басқаруға мүмкіндік береді. Жүйенің сенімді және қауіпсіз жұмысы үшін дәлдікке, арақатынасқа және пішін факторына негізделген дұрыс таңдау өте маңызды.

Алға қарау: Қазіргі заманғы КТ барақылды технологияжәнемодульдік конструкцияларқуат жүйелерін тиімдірек етеді. Дегенмен, олардың тиімділігі әрқашан дұрыс таңдау мен байланыстықауіпсіз орнату тәжірибесі.

Жиі қойылатын сұрақтар

Екіншілік КТ ашық қалса не болады?

Ашық қайталама тізбек үлкен қауіп тудырады. Ол қайталама терминалдарда өте жоғары кернеуді тудырады. Бұл кернеу трансформатордың оқшаулауын зақымдауы және персоналға үлкен қауіп төндіруі мүмкін. Әрқашан қайталама тізбектің қысқа тұйықталғанына немесе жүктемеге қосылғанына көз жеткізіңіз.

Бір КТ өлшеу үшін де, қорғау үшін де қолданылуы мүмкін бе?

Бұл ұсынылмайды. Өлшеу КТ қалыпты жүктемелерде жоғары дәлдікті талап етеді, ал қорғаныс КТ жоғары ақаулық токтар кезінде сенімді жұмыс істеуі керек. Екі мақсат үшін бір КТ пайдалану есеп айырысу дәлдігін немесе жабдықтың қауіпсіздігін бұзады, өйткені олардың конструкциялары әртүрлі функцияларды орындайды.

КТ қанықтыру дегеніміз не?

Қанықтыру КТ өзегі көбірек магниттік энергияны қабылдай алмаған кезде пайда болады, әдетте үлкен ақаулық кезінде. Содан кейін трансформатор пропорционалды қайталама ток шығара алмайды. Бұл қате өлшеулерге әкеледі және маңызды оқиға кезінде қорғаныс релелерінің дұрыс жұмыс істеуіне жол бермейді.

Неліктен қайталама токтар 1А немесе 5А болып стандартталған?

1А немесе 5А кезіндегі қайталама токтарды стандарттау өзара әрекеттесуді қамтамасыз етеді. Ол әртүрлі өндірушілердің есептегіштері мен релелерін біркелкі жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл тәжірибе жүйені жобалауды, құрамдастарды ауыстыруды жеңілдетеді және электр өнеркәсібінде әмбебап үйлесімділікке ықпал етеді.