Въведение
Токовият трансформатор (CT) е проектиран да възпроизвежда голям първичен ток като по-малък вторичен ток, който може да бъде измерен от измервателни уреди, устройства за наблюдение или използван от защитни релета. Една от най-важните характеристики на CT е неговата точност, тъй като дори малка грешка в измерването може да повлияе на измерването на енергията, наблюдението на системата и работата на защитата.
Въпреки това, точността на токов трансформатор не се представя от един универсален процент. Зависи от класа на точност на CT, номиналното съотношение, тежестта, работния ток, честотата, температурата, магнитните характеристики и приложението.
Разбирането на тези фактори е от съществено значение при избора на токов трансформатор за измерване на мощност, измерване на енергия, промишлено оборудване или електрическа защита.
Какво означава точността на токовия трансформатор?
Точността на CT описва доколко вторичният ток съответства на очакваната стойност въз основа на съотношението на номиналния ток на трансформатора.
Да предположим например, че CT има номинално съотношение 500/5A. В идеалния случай, когато първичният ток е 500A, вторичният ток трябва да бъде 5A.
В реален CT действителният вторичен ток може леко да се различава от идеалната стойност. Разликата е свързана с грешката на съотношението на трансформатора и фазовото изместване.
Следователно, по-точен CT произвежда вторичен ток, който по-точно представлява действителния първичен ток при неговите определени работни условия.
Клас на точност на токов трансформатор
Класът на точност е една от основните спецификации, използвани за описване на ефективността на CT измерване.
За измервателни приложения CT могат да бъдат произведени с различни класове на точност в зависимост от изискваната точност на измерване. Често срещаните примери включват класове 0.1, 0.2, 0.5 и 1.0, въпреки че точните налични класове зависят от приложимия стандарт и производителя.
По-ниска числена стойност на клас-на точност обикновено показва по-строги изисквания за точност при посочените условия на изпитване.
Например, може да бъде избран CT с висока{0}}измерване за приложения, където точното измерване на енергията е особено важно.
Защитните CT използват различни класификации на производителността, тъй като основната им цел е да осигурят подходящ токов сигнал към защитното оборудване, особено при необичайни условия или условия на повреда.
Грешка в съотношението
Грешката на съотношението е важен компонент на точността на КТ.
В идеалния случай връзката първичен-към-вторичен ток ще остане точно равна на номиналния коефициент на трансформация.
На практика действителната връзка може леко да се отклони поради магнитните характеристики на сърцевината и тока на възбуждане, изискван от CT.
Това отклонение се нарича грешка на съотношението.
За приложенията за измерване грешката на контролния коефициент е важна, тъй като изходът на CT се използва за изчисляване на ток, мощност, енергия или други електрически параметри.
Фазово изместване
Точността на КТ също се влияе от фазовото изместване.
В един идеален трансформатор връзката на първичния и вторичния ток ще има очакваната фазова връзка. В действителен CT вторичният ток може да има малка фазова разлика, причинена от характеристиките на възбуждане и магнитното поведение на сърцевината.
Фазовото изместване може да стане важно, когато CT се използва за измерване на мощност и енергия, тъй като изчисленията на мощността зависят от връзката между напрежение и ток.
Следователно точните измервателни КТ са проектирани да контролират както грешката на съотношението, така и фазовото изместване.
Как натоварването влияе върху точността на КТ
Тежестта е един от най-важните фактори, влияещи върху точността на КТ.
Вторичната верига може да включва:
* Енергомери
* Входове за амперметър
* Защитни релета
* Клемни блокове
* Свързващи проводници
* Други вторични устройства
Всички те допринасят за натоварването, наблюдавано от вторичния CT.
Ако действителното натоварване е различно от условията, при които е определена точността на CT, ефективността на измерването може да се промени.
Прекомерното натоварване може да повиши напрежението, изисквано от вторичния CT, и да повлияе на неговите магнитни работни условия.
Следователно CT трябва да бъде избран с подходящо номинално натоварване за цялата вторична верига.
Ефект на първичния ток
Точността на CT може също да варира в зависимост от действителния първичен ток.
CT може да не осигури точно същата точност при много нисък ток, нормален работен ток и висок ток.
Това е особено важно при приложения-за измерване на енергия, тъй като електрическият товар може да се променя през деня.
Например едно промишлено съоръжение може да има голяма разлика между минималното нощно натоварване и максималното производствено натоварване.
Избирането на подходящо съотношение на CT помага да се гарантира, че действителният работен ток остава в рамките на подходящ диапазон на измерване.
Ефект на насищане
Магнитното насищане е друг основен фактор, влияещ върху работата на КТ.
Когато магнитното ядро достигне насищане, връзката между първичния ток и вторичния ток може вече да не остане пропорционална.
По време на условия на висок{0}}ток на повреда, защитните CT могат да изпитат силно магнитно възбуждане.
Ако CT се насити значително, формата на вторичната вълна може да се изкриви и защитното реле може да получи неточно представяне на първичния ток.
Поради тази причина защитните КТ трябва да бъдат избрани в съответствие с изискванията на защитната система, включително подходящи характеристики на насищане и възбуждане.
Температура и условия на околната среда
Температурата също може да повлияе на работата на КТ.
Промените в температурата могат да повлияят на електрическото съпротивление на намотката и магнитните характеристики на материалите, използвани в CT.
Условията на околната среда като влажност, надморска височина, замърсяване и условия на монтаж също могат да повлияят на цялостната работа на трансформатора.
Следователно за взискателни приложения CT трябва да бъде избран според действителната работна среда и посочените от производителя условия.
Точност на измерване спрямо производителност на защита
Важно е да се прави разлика между точността на измерване и ефективността на защитата.
Измервателният CT е проектиран основно да предоставя точна текуща информация за измерване и управление на енергията.
Защитният CT, от друга страна, е проектиран да предоставя полезна текуща информация на защитните устройства при необичайни условия.
CT, който е отличен за измерване на енергия, не е автоматично най-добрият избор за защитно приложение.
Класът на точност и работните характеристики трябва винаги да съответстват на предвиденото приложение.
Как да подобрим точността на токовия трансформатор
Няколко стъпки могат да помогнат за поддържане на добри резултати от CT измерване:
1. Изберете правилното съотношение на CT.
2. Изберете подходящия клас на точност.
3. Свържете номиналното натоварване с действителната вторична верига.
4. Използвайте подходящи вторични кабели с размери и дължини.
5. Проверете внимателно полярността и окабеляването.
6. Избягвайте ненужните вторични връзки.
7. Инсталирайте CT според инструкциите на производителя.
8. Извършете подходящи тестове и калибриране.
9. Проверете за признаци на прегряване или проблеми с изолацията.
10. Сменете повредените или повредени КТ, когато е необходимо.
Правилната инсталация е също толкова важна, колкото и изборът на високо{0}}качествен КТ.
Как се тества точността на КТ?
Точността на CT може да бъде проверена с помощта на подходящо тестово оборудване и процедури.
Тестът на съотношението сравнява действителната връзка на първичния и вторичния ток с номиналния коефициент на трансформация.
Други тестове могат да оценят грешката на съотношението, фазовото изместване, характеристиките на възбуждане, състоянието на изолацията и други параметри на ефективността в зависимост от типа и приложението на CT.
Тестването трябва да се извършва от квалифициран персонал, като се използват подходящи процедури и оборудване, особено за инсталации със средно- и високо-напрежение.
Заключение
Точността на токов трансформатор зависи от повече от посочения клас на точност. Коефициентът на CT, тежестта, първичния ток, насищането, честотата, температурата, магнитните характеристики, условията на инсталиране и изискванията за приложение могат да повлияят на производителността.
За измерване на енергия и електрическо измерване е от съществено значение подходящ клас на точност на измерване и правилно съгласувана тежест.
За приложенията за защита характеристиките на насищане и възбуждане са особено важни.
Чрез избиране на правилните спецификации на CT и правилно инсталиране, тестване и поддръжка на трансформатора, потребителите могат да получат надеждни измервания на тока и надеждна електрическа{0}}производителност на системата.