Perbandingan Praktikal Transformer Semasa untuk Pengukuran vs Perlindungan

Perlindungan Ketepatan CTPerlindungan Ketepatan CT bukan mengenai pengebilan ketepatan tetapi mengenai prestasi yang boleh diramal semasa kerosakan. Ketepatannya ditakrifkan oleh "ralat komposit" pada gandaan tertentu bagi arus undiannya. Kelas perlindungan biasa ialah5P10.Penamaan ini dipecahkan seperti berikut:

• 5: Ralat komposit tidak akan melebihi 5% pada had ketepatan.
• P: Surat ini menetapkannya sebagai CT kelas Perlindungan.
• 10: Ini ialah Faktor Had Ketepatan (ALF). Ini bermakna CT akan mengekalkan ketepatan yang ditentukan sehingga 10 kali ganda arus primer terkadarnya.

Ringkasnya, 5P10 CT menjamin bahawa apabila arus utama adalah 10 kali ganda penilaian biasa, isyarat yang dihantar ke geganti masih dalam 5% daripada nilai ideal, memastikan geganti membuat keputusan perjalanan yang betul.

Beban dan Penilaian VA

Bebanialah jumlah beban elektrik yang disambungkan ke terminal sekunder CT, diukur dalam Volt-Amperes (VA) atau ohm (Ω). Setiap peranti dan wayar yang disambungkan ke CT menyumbang kepada beban ini. Melebihi beban undian CT akan merendahkan ketepatannya.

Jumlah beban ialahjumlah impedans semua komponendalam litar sekunder:

• Rintangan penggulungan sekunder CT sendiri.
• Rintangan wayar plumbum yang menyambungkan CT ke peranti.
• Impedans dalaman peranti yang disambungkan (meter atau geganti).

Mengira Jumlah Beban:Seorang jurutera boleh mengira jumlah beban menggunakan formula:Jumlah Beban (Ω) = Penggulungan CT R (Ω) + Wayar R (Ω) + Z Peranti (Ω)Sebagai contoh, jika rintangan belitan sekunder CT ialah 0.08 Ω, wayar penyambung mempunyai rintangan 0.3 Ω, dan geganti mempunyai impedans 0.02 Ω, jumlah beban litar ialah 0.4 Ω. Nilai ini mestilah kurang daripada beban undian CT untuk ia beroperasi dengan betul.

CT Pengukuran biasanya mempunyai penarafan VA yang rendah (cth, 2.5 VA, 5 VA) kerana ia bersambung kepada peranti pemeteran bergalangan tinggi dan penggunaan rendah pada jarak dekat. CT Perlindungan memerlukan penarafan VA yang jauh lebih tinggi (cth, 15 VA, 30 VA) kerana ia mesti membekalkan kuasa yang mencukupi untuk mengendalikan gegelung bergalangan rendah, penggunaan lebih tinggi bagi geganti pelindung, selalunya dalam jangka masa kabel yang lebih lama. Salah memadankan penarafan beban CT dengan beban litar sebenar adalah punca ralat biasa dalam kedua-dua skim pemeteran dan perlindungan.

Memahami Voltan Titik Lutut

Voltan Titik Lutut (KPV) ialah parameter kritikal yang eksklusif untuk perlindungan CT. Ia mentakrifkan had atas julat operasi berguna CT sebelum terasnya mula tepu. Nilai ini penting untuk memastikan geganti pelindung menerima isyarat yang boleh dipercayai semasa kerosakan arus tinggi.

Jurutera menentukan KPV daripada lengkung pengujaan CT, yang memplot voltan pengujaan sekunder terhadap arus pengujaan sekunder. "Lutut" ialah titik pada lengkung ini di mana sifat magnet teras berubah secara mendadak.

ThePiawaian IEEE C57.13memberikan definisi yang tepat untuk perkara ini. Untuk CT teras tanpa celah, titik lutut ialah tempat tangen pada lengkung membentuk sudut 45 darjah dengan paksi mendatar. Untuk CT teras bergap, sudut ini ialah 30 darjah. Titik khusus ini menandakan permulaan ketepuan.

Apabila CT beroperasi di bawah voltan titik lututnya, terasnya berada dalam keadaan magnet linear. Ini membolehkan ia menghasilkan semula arus kerosakan dengan tepat untuk geganti yang disambungkan. Walau bagaimanapun, apabila voltan sekunder melebihi KPV, teras memasuki ketepuan. Ketepuan, sering didorong oleh arus AC yang besar dan offset DC semasa kerosakan, menyebabkan CTimpedans pengmagnetan jatuh dengan ketara. Transformer tidak lagi dapat memantulkan arus primer ke sisi sekundernya.

Hubungan antara KPV dan kebolehpercayaan perlindungan adalah langsung dan penting:

• Di bawah titik lutut:Teras CT beroperasi secara linear. Ia memberikan gambaran tepat arus kerosakan kepada geganti pelindung.
• Di atas titik lutut:Teras tepu. Ini membawa kepada peningkatan besar dalam operasi arus magnet dan bukan linear, bermakna CT tidak lagi menggambarkan arus kerosakan sebenar dengan tepat.
• Operasi geganti:Geganti pelindung memerlukan isyarat yang tepat untuk beroperasi dengan betul. Jika CT tepu sebelum geganti boleh membuat keputusan, geganti mungkin gagal mengesan magnitud sebenar kerosakan, membawa kepada perjalanan tertunda atau kegagalan sepenuhnya untuk beroperasi.
• Keselamatan Sistem:Oleh itu, voltan titik lutut CT mestilah cukup tinggi daripada voltan sekunder maksimum yang dijangkakan semasa kerosakan. Ini memastikan geganti menerima isyarat yang boleh dipercayai untuk melindungi peralatan mahal.

Jurutera mengira KPV yang diperlukan untuk memastikan CT kekal tidak tepu di bawah keadaan kerosakan terburuk. Formula yang dipermudahkan untuk pengiraan ini ialah:

KPV diperlukan ≥ Jika × (Rct + Rb)

di mana:

• If= Arus kerosakan sekunder maksimum (Amp)
• Rct= Rintangan belitan sekunder CT (Ohms)
• Rb= Jumlah beban geganti, pendawaian dan sambungan (Ohms)

Akhirnya, Voltan Titik Lutut berfungsi sebagai penunjuk utama perlindungan keupayaan CT untuk melaksanakan fungsi keselamatannya di bawah tekanan elektrik yang melampau.

Penyahkodan Nama Papan Nama Transformer Semasa

Papan nama Current Transformer mengandungi kod padat yang mentakrifkan keupayaan prestasinya. Penamaan alfanumerik ini ialah bahasa singkatan untuk jurutera, yang menyatakan ketepatan, aplikasi dan had operasi komponen. Memahami kod ini adalah penting untuk memilih peranti yang betul.

Mentafsir Kelas CT Pengukuran (cth, 0.2, 0.5S, 1)

Kelas CT Pengukuran ditakrifkan oleh nombor yang mewakili ralat peratusan maksimum yang dibenarkan pada arus undian. Nombor yang lebih kecil menunjukkan tahap ketepatan yang lebih tinggi.

• Kelas 1:Sesuai untuk pemeteran panel umum di mana ketepatan tinggi tidak kritikal.
• Kelas 0.5:Digunakan untuk aplikasi pengebilan komersial dan perindustrian.
• Kelas 0.2:Diperlukan untuk pemeteran hasil ketepatan tinggi.

Beberapa kelas termasuk huruf 'S'. Penamaan 'S' dalam kelas CT pengukuran IEC, seperti 0.2S dan 0.5S, menandakan ketepatan yang tinggi. Klasifikasi khusus ini biasanya digunakan dalam aplikasi pemeteran tarif di mana ukuran yang tepat adalah kritikal, terutamanya pada hujung bawah julat semasa.

Mentafsir Kelas CT Perlindungan (cth, 5P10, 10P20)

Kelas perlindungan CT menggunakan kod tiga bahagian yang menerangkan tingkah laku mereka semasa kerosakan. Contoh biasa ialah5P10.

Memecahkan Kod 5P10:

• 5: Nombor pertama ini ialah ralat komposit maksimum dalam peratus (5%) pada had ketepatan.
• P: Huruf 'P' dalam klasifikasi seperti 5P10 menandakan 'Kelas perlindungan'. Ini menunjukkan bahawa CT direka terutamanya untuk aplikasi penyampaian pelindung dan bukannya pengukuran yang tepat.
• 10: Nombor terakhir ini ialah Faktor Had Ketepatan (ALF). Ini bermakna CT akan mengekalkan ketepatan yang ditentukan sehingga arus kerosakan yang 10 kali ganda penarafan nominalnya.

Begitu juga, a10P20kelas CT mempunyai had ralat komposit sebanyak 10% dan Faktor Had Ketepatan sebanyak20. Dalam sebutan seperti 10P20, nombor '20' menandakan faktor had ketepatan. Faktor ini menunjukkan bahawa ralat pengubah akan kekal dalam had yang boleh diterima apabila arus adalah 20 kali ganda nilai undiannya. Keupayaan ini penting untuk memastikan geganti pelindung berfungsi dengan betul semasa keadaan litar pintas yang teruk.

Panduan Aplikasi: Memadankan CT dengan Tugasan

Memilih Transformer Semasa yang sesuai bukanlah perkara keutamaan tetapi keperluan yang ditentukan oleh aplikasi. CT pengukuran memberikan ketepatan yang diperlukan untuk transaksi kewangan, manakala CT perlindungan memberikan kebolehpercayaan yang diperlukan untuk keselamatan aset. Memahami tempat untuk menggunakan setiap jenis adalah asas kepada reka bentuk dan operasi sistem elektrik yang baik.

Bila Menggunakan CT Pengukuran

Jurutera harus menggunakan CT pengukuran dalam mana-mana aplikasi di mana pengesanan tepat penggunaan elektrik adalah matlamat utama. Peranti ini adalah asas pengebilan yang tepat dan pengurusan tenaga. Reka bentuk mereka mengutamakan ketepatan yang tinggi di bawah keadaan beban biasa.

Aplikasi utama untuk CT pengukuran termasuk:

• Pemeteran Hasil & Tarif: Utiliti menggunakan CT berketepatan tinggi (cth, Kelas 0.2S, 0.5S) untuk mengebil pelanggan kediaman, komersial dan industri. Ketepatan memastikan transaksi kewangan yang adil dan betul.
• Sistem Pengurusan Tenaga (EMS): Kemudahan menggunakan CT ini untuk memantau penggunaan tenaga merentasi jabatan atau peralatan yang berbeza. Data ini membantu mengenal pasti ketidakcekapan dan mengoptimumkan penggunaan tenaga.
• Analisis Kualiti Kuasa: Penganalisis kualiti kuasa memerlukan input yang tepat untuk mendiagnosis isu seperti harmonik dan kendur voltan. Untuk pengukuran ini, terutamanya dalam sistem voltan sederhana, tindak balas frekuensi pengubah instrumen adalah kritikal. Penganalisis moden mungkin memerlukan data yang boleh dipercayaisehingga 9 kHz, menuntut pengubah yang dioptimumkan frekuensi untuk menangkap spektrum harmonik penuh.

Nota mengenai Pemilihan:Apabila memilih CT untuk meter kuasa atau penganalisis, beberapa faktor adalah penting.

• Keserasian Output: Output CT (cth, 333mV, 5A) mesti sepadan dengan keperluan input meter.
• Saiz Muatan: Julat amperage CT harus sejajar dengan beban yang dijangkakan untuk mengekalkan ketepatan.
• Fit Fizikal: CT mesti sesuai secara fizikal di sekeliling konduktor. Gegelung Rogowski yang fleksibel ialah penyelesaian praktikal untuk bar bas yang besar atau ruang yang sempit.
• Ketepatan: Untuk pengebilan, ketepatan 0.5% atau lebih baik adalah standard. Untuk pemantauan am, 1% mungkin mencukupi.

Bila Menggunakan CT Perlindungan

Jurutera mesti menggunakan CT perlindungan di mana sahaja objektif utama adalah untuk melindungi kakitangan dan peralatan daripada arus lebihan dan kerosakan. CT ini direka bentuk untuk kekal beroperasi semasa kejadian elektrik yang melampau, memberikan isyarat yang boleh dipercayai kepada geganti pelindung.

Aplikasi biasa untuk CT perlindungan termasuk:

• Perlindungan Arus Lebihan dan Kerosakan Bumi: CT ini menyuap isyarat kepada geganti (seperti Peranti ANSI 50/51) yang mengesan kerosakan fasa atau tanah. Geganti kemudiannya menghalang pemutus litar untuk mengasingkan kerosakan. Dalam suis voltan sederhana, menggunakan alat khasCT urutan sifaruntuk perlindungan kerosakan tanah sering disyorkan melalui sambungan bakiCT tiga fasa. Sambungan baki boleh menyebabkan trip palsu disebabkan ketepuan yang tidak sama semasa permulaan motor atau kerosakan fasa.
• Perlindungan Berbeza: Skim ini melindungi aset utama seperti transformer dan penjana dengan membandingkan arus masuk dan keluar dari zon terlindung. Ia memerlukan set CT perlindungan yang sepadan.Geganti digital modenboleh mengimbangi sambungan CT yang berbeza (Wye atau Delta) dan anjakan fasa melalui tetapan perisian, menawarkan fleksibiliti yang ketara dalam skim kompleks ini.
• Perlindungan Jarak: Digunakan dalam talian penghantaran, skim ini bergantung pada CT perlindungan untuk mengukur impedans kepada kerosakan. Tepu CT boleh memesongkan ukuran ini, menyebabkan geganti salah menilai lokasi kerosakan. Oleh itu, CT mesti direka bentuk untuk mengelakkan ketepuan sepanjang tempoh pengukuran.

Menurut ANSI C57.13, CT pelindung standard mesti tahan sehingga20 kaliarus terkadarnya semasa kerosakan. Ini memastikan ia boleh menyampaikan isyarat yang boleh digunakan kepada geganti apabila ia paling penting.

Kos Tinggi Pemilihan Salah

Menggunakan jenis CT yang salah adalah ralat kritikal dengan akibat yang teruk. Perbezaan fungsi antara CT pengukuran dan perlindungan tidak boleh ditukar ganti, dan ketidakpadanan boleh membawa kepada hasil yang berbahaya dan mahal.

• Menggunakan CT Pengukuran untuk Perlindungan: Ini adalah kesilapan yang paling berbahaya. CT ukuran direka untuk menepu pada arus lebih rendah untuk melindungi meter. Semasa kerosakan besar, ia akan tepu hampir serta-merta. CT tepu akan gagal menghasilkan semula arus sesar tinggi, dan geganti pelindung tidak akan melihat magnitud sebenar kejadian. Ini boleh menyebabkan perjalanan tertangguh atau kegagalan sepenuhnya untuk beroperasi, mengakibatkan kerosakan peralatan bencana, kebakaran dan risiko kepada kakitangan. Sebagai contoh, ketepuan CT boleh menyebabkan geganti perlindungan pembezaan pengubah kepadatidak beroperasi, membawa kepada perjalanan yang tidak diingini semasa kerosakan luaran.
• Menggunakan CT Perlindungan untuk Pengukuran: Pilihan ini membawa kepada ketidaktepatan kewangan. CT perlindungan tidak direka bentuk untuk ketepatan pada arus operasi biasa. Kelas ketepatannya (cth, 5P10) menjamin prestasi pada gandaan tinggi penarafannya, bukan pada skala akhir yang rendah di mana kebanyakan sistem beroperasi. Menggunakannya untuk pengebilan adalah seperti mengukur sebutir pasir dengan kayu pengukur. Bil tenaga yang terhasil akan menjadi tidak tepat, yang membawa kepada kehilangan hasil untuk utiliti atau pengecasan berlebihan untuk pengguna.

Senario Kegagalan Kritikal:Dalam skim perlindungan jarak, ketepuan CT menyebabkan geganti mengukur aimpedans yang lebih tinggidaripada nilai sebenar. Ini memendekkan jangkauan perlindungan geganti dengan berkesan. Ralat yang harus dibersihkan serta-merta mungkin dilihat sebagai ralat yang lebih jauh, menyebabkan perjalanan tertangguh. Kelewatan ini memanjangkan tekanan pada sistem elektrik dan meningkatkan potensi kerosakan yang meluas.

Akhirnya, kos pemilihan CT yang salah melangkaui harga komponen itu sendiri. Ia nyata dalam kemusnahan peralatan, masa berhenti operasi, rekod kewangan yang tidak tepat dan keselamatan yang terjejas.

Bolehkah Satu CT Melayan Kedua-dua Pengukuran dan Perlindungan?

Walaupun CT pengukuran dan perlindungan mempunyai reka bentuk yang berbeza, jurutera kadangkala memerlukan satu peranti untuk melaksanakan kedua-dua fungsi. Keperluan ini membawa kepada pembangunan pengubah dwiguna khusus, tetapi ia datang dengan pertukaran tertentu.

Dwi-Tujuan (Kelas X) CT

Satu kategori khas, dikenali sebagaiPengubah Arus Kelas X atau PS, boleh memainkan peranan pemeteran dan perlindungan. Peranti ini tidak ditakrifkan oleh kelas ketepatan standard seperti 5P10. Sebaliknya, prestasi mereka ditentukan oleh satu set parameter utama yang digunakan oleh jurutera untuk mengesahkan kesesuaian mereka untuk skim perlindungan tertentu.

Mengikut piawaian IEC, prestasi CT Kelas X ditakrifkan oleh:

• Arus primer yang dinilai
• Nisbah pusingan
• Voltan titik lutut (KPV)
• Arus magnetisasi pada voltan yang ditentukan
• Rintangan belitan sekunder pada 75°C

Ciri-ciri ini membolehkan peranti menawarkan ketepatan yang tinggi untuk pemeteran dalam keadaan biasa sambil turut menyediakan voltan titik lutut yang boleh diramal untuk operasi geganti yang boleh dipercayai semasa kerosakan. Ia sering digunakan dalam skim perlindungan pembezaan impedans tinggi di mana prestasi mesti diketahui dengan tepat.

Had Praktikal dan Tukar Ganti

Walaupun wujudnya CT Kelas X, penggunaan satu peranti untuk pengukuran dan perlindungan sering dielakkan. Kedua-dua fungsi mempunyai keperluan asas yang bercanggah.

CT ukuran direka bentuk untuk tepu awal untuk melindungi meter sensitif. Aperlindungan CT direkauntuk menahan ketepuan untuk memastikan geganti dapat mengesan kerosakan. CT dwiguna mesti berkompromi antara dua matlamat yang bertentangan ini.

Kompromi ini bermakna CT dwiguna mungkin tidak melaksanakan tugasan dan juga unit khusus. Reka bentuk menjadi lebih kompleks dan mahal. Untuk kebanyakan aplikasi, memasang dua CT khusus yang berasingan—satu untuk pemeteran dan satu untuk perlindungan—adalah penyelesaian yang lebih dipercayai dan kos efektif. Pendekatan ini memastikan bahawa kedua-duasistem pengebilandan sistem keselamatan beroperasi tanpa kompromi.

---

Pilihan antarapengukuran dan perlindungan CTadalah keputusan yang jelas berdasarkan keutamaan operasi. Satu menyediakan ketepatan untuk pengebilan, manakala satu lagi memastikan kebolehpercayaan semasa berlaku kerosakan. Memilih jenis yang betul tidak boleh dirundingkan untuk keselamatan sistem, ketepatan kewangan dan jangka hayat peralatan. Jurutera mesti sentiasa merujuk silang spesifikasi CT dengan keperluan peranti yang disambungkan.

Asenarai semak pengesahan akhirtermasuk:

1. Tentukan Arus Utama: Padankan nisbah CT dengan beban maksimum.
2. Kira Beban: Jumlahkan beban semua komponen yang disambungkan.
3. Sahkan Kelas Ketepatan: Pilih kelas yang betul untuk pemeteran atau perlindungan.

Soalan Lazim

Apakah yang berlaku jika litar sekunder CT dibiarkan terbuka?

Litar sekunder terbuka menghasilkan voltan tinggi yang berbahaya. Arus primer menjadi arus magnetisasi, menepu teras. Keadaan ini boleh memusnahkan CT dan menimbulkan risiko kejutan yang teruk.

Keselamatan Diutamakan:Sentiasa litar pintas terminal sekunder sebelum memutuskan sambungan mana-mana instrumen daripada litar.

Bagaimanakah jurutera memilih nisbah CT yang betul?

Jurutera memilih nisbah di mana arus maksimum normal sistem berada berhampiran penarafan utama CT. Pilihan ini memastikan CT beroperasi dalam julat yang paling tepat. Sebagai contoh, beban 90A berfungsi dengan baik dengan CT 100:5A.

Mengapakah CT ukuran tidak selamat untuk perlindungan?

Pengukuran CT tepu dengan cepat semasa kerosakan. Ia tidak boleh melaporkan arus kerosakan sebenar kepada geganti pelindung. Geganti kemudiannya gagal untuk menghalang pemutus, membawa kepada kemusnahan peralatan dan bahaya keselamatan yang teruk.

Bolehkah satu CT berfungsi untuk pemeteran dan perlindungan?

CT Kelas X Khas boleh menjalankan kedua-dua peranan, tetapi reka bentuk mereka adalah kompromi. Untuk keselamatan dan ketepatan yang optimum, jurutera biasanya memasang dua CT khusus yang berasingan—satu untuk pemeteran dan satu untuk perlindungan.