Въведение
Токовият трансформатор (CT) е важен компонент, използван в електрически системи за измерване, наблюдение и защита. Той позволява високите електрически токове да бъдат преобразувани в по-ниски, стандартизирани вторични токове, които могат да бъдат безопасно измерени от измервателни уреди, устройства за наблюдение и защитни релета.
Токовите трансформатори се използват широко в електроразпределителни системи, промишлено оборудване, разпределителни уреди, измерване на енергия, генератори и системи за електрическа защита. Техните предимства надхвърлят простото намаляване на тока. Те осигуряват електрическа изолация, поддържат точно измерване, опростяват дизайна на системата и позволяват на защитното оборудване да наблюдава ненормални текущи условия.
Когато е правилно избран и инсталиран, токовият трансформатор може да осигури надеждно измерване на тока и дългосрочно-обслужване, като същевременно прави електрическите системи по-лесни за наблюдение и защита. (IEEE Technology Navigator)
1. Безопасно измерване на силен ток
Едно от най-големите предимства на токовия трансформатор е, че той позволява измерване на големи токове без свързване на стандартен измервателен уред директно към проводника за висок{0}}ток.
Например, една електрическа система може да носи стотици или хиляди ампера. Повечето стандартни измервателни уреди не могат да бъдат свързани директно към такава верига. CT може да трансформира големия първичен ток в по-нисък вторичен ток, обикновено 1 A или 5 A в зависимост от приложението.
След това измервателното оборудване може да работи с този по-нисък ток, вместо директно да управлява високия първичен ток.
Това прави КТ особено полезни в промишлени предприятия, подстанции, разпределителни табла и големи търговски електрически системи.
2. Електрическа изолация
Друго важно предимство е електрическата изолация между първичната захранваща верига и вторичната верига за измерване или защита.
Първичната страна на CT може да бъде свързана към електрическа система с висок-ток или високо{1}}напрежение, докато вторичната страна осигурява сигнал с по-нисък ток към измервателните уреди или защитното оборудване. Това разположение помага за отделянето на чувствителните инструменти от първичната захранваща верига.
Електрическата изолация е особено ценна при високо-напрежение и промишлени приложения, тъй като оборудването за измерване и защита не е необходимо да се свързва директно към пълния първичен ток. (IEEE Technology Navigator)
Въпреки това изолацията не елиминира всички електрически опасности. CT трябва да бъдат инсталирани, заземени и експлоатирани в съответствие с инструкциите на производителя и приложимите изисквания за електрическа безопасност.
3. Точно измерване на тока
Правилно избраният токов трансформатор може да осигури точно измерване на тока за приложения за измерване и мониторинг.
CT се произвеждат с различни класове на точност за различни приложения. Измерващите КТ са проектирани да предоставят точна информация за тока при определени работни условия, докато защитните КТ са проектирани да възпроизвеждат тока по подходящ начин при необичайни условия и условия на повреда.
Точността се влияе от фактори като коефициент на CT, натоварване, температура, характеристики на сърцевината, условия на монтаж и избрания клас на точност.
Следователно за приложения като измерване на енергия и мониторинг на мощността изборът на подходящ клас на точност е от съществено значение.
4. Стандартизиран вторичен изход
Токовите трансформатори позволяват използването на стандартизирано измервателно и защитно оборудване дори когато първичните токове варират значително.
Например, много приложения на CT използват вторични номинални стойности от 1 A или 5 A. Подходящият CT може да преобразува различни нива на първичен ток в тези стандартизирани вторични стойности.
Тази стандартизация опростява проектирането на системата, тъй като производителите не трябва да произвеждат отделни инструменти за измерване на висок{0}}ток за всеки възможен първичен ток.
Той също така прави CT съвместими с широка гама измервателни уреди, защитни релета, анализатори на мощност и системи за наблюдение. (IEEE Technology Navigator)
5. Поддръжка за електрическа защита
Токовите трансформатори са основни компоненти в много защитни системи.
Защитните релета използват CT сигнали за наблюдение на тока и откриване на необичайни електрически условия. В зависимост от дизайна на системата, CT могат да предоставят текуща информация за свръхток, диференциал, заземяване и други защитни функции.
Когато възникне необичаен ток, защитната система може да използва CT сигнала, за да определи дали веригата трябва да бъде прекъсната.
Защитните КТ са проектирани по различен начин от измервателните КТ, тъй като те трябва да поддържат подходяща производителност при високи-токови условия на повреда. Следователно изборът на правилния CT за приложението за защита е много важен. (IEEE Technology Navigator)
6. Гъвкави опции за инсталиране
Токовите трансформатори се предлагат в няколко дизайна, включително пръстеновиден тип, прътовиден тип, навит тип, тороидален тип и тип-раздвоено ядро.
Това разнообразие осигурява гъвкавост за различни електрически системи.
Например CT с разделена -жица може да бъде полезен, когато проводник не може лесно да бъде изключен по време на проект за модернизация, при спазване на изискванията за безопасност и монтаж на приложението.
Пръстеновидни и тороидални КТ обикновено се използват, когато проводник или кабел могат да преминат през отвора на КТ. CT тип -шина може да бъде подходящ за приложения, включващи шини или проводници с силен{2}}ток.
Следователно потребителите могат да избират дизайн на CT според размера на проводника, пространството за инсталиране, нивото на тока и изискванията за измерване.
7. По-ниски изисквания за оборудване
Без CT директното измерване на много голям ток може да изисква специализирано оборудване за измерване на висок{0}}ток.
CT променя това изискване, като преобразува първичния ток в по-малък вторичен сигнал.
Това позволява сравнително компактни измервателни уреди и оборудване за мониторинг да се използват в приложения, включващи много по-големи първични токове.
В резултат на това базираното на CT-измерване може да опрости инструментите и да намали сложността на свързване на измервателни устройства към високотокови вериги-.
8. Подходящ за измерване и мониторинг
Токовите трансформатори се използват широко при измерване на електрическа енергия и мониторинг на мощността.
Те предоставят токови сигнали, които могат да се комбинират с информация за напрежението за изчисляване на електрически параметри като мощност и енергия.
В промишлени съоръжения CT могат да се използват и за наблюдение на отделни захранващи устройства, двигатели, генератори, разпределителни вериги и други електрически товари.
Чрез непрекъснато наблюдение на тока операторите могат да идентифицират промените в условията на натоварване и да получат полезна информация за управление на енергията и наблюдение на оборудването.
9. Дългосрочна-надеждност
Правилно определен CT е пасивно електромагнитно устройство и може да осигури надеждна работа в продължение на много години, когато работи в своите номинални условия.
Тъй като стандартните CT не изискват отделно захранване за тяхната основна функция за трансформация на ток, те могат да бъдат интегрирани в много електрически системи със сравнително проста поддържаща инфраструктура.
Въпреки това, надеждността все още зависи от правилния избор, монтаж, съвпадение на тежестта, условията на околната среда, изискванията за изолация и редовната проверка, където е приложимо.
10. Широка гама от приложения
Едно от най-важните предимства на токовите трансформатори е тяхната универсалност.
CT могат да се използват в:
* Измерване на електрическа енергия
* Разпределение на мощността
* Индустриална автоматизация
* Разпределителна уредба
* Защита на генератора
* Мониторинг на двигателя
* Защита на трансформатора
* Защита от свръхток
* Защита от-заземяване
* Слънчеви енергийни системи
* Мониторинг на качеството на захранването
* Енергиен мениджмънт на сградата
Този широк диапазон на приложение прави CT технологията подходяща както за прости системи за наблюдение, така и за сложни системи за електрическа защита. (IEEE Technology Navigator)
Важни ограничения, които трябва да имате предвид
Въпреки че токовите трансформатори имат много предимства, те също имат ограничения.
Коефициентът на CT трябва да бъде избран правилно за очаквания работен ток. Неподходящото съотношение може да намали ефективността на измерването.
Вторичната тежест също трябва да остане в рамките на определената способност на CT. Прекомерното натоварване може да повлияе на точността и да допринесе за насищане.
Най-важното е, че захранвана вторична CT верига никога не трябва да се оставя отворена-. Опасни вторични напрежения могат да се развият, когато първичната верига носи ток, а вторичната верига е отворена. По време на поддръжката трябва да се спазват подходящи мерки за свързване на късо и безопасни работни процедури. (IEEE Technology Navigator)
Заключение
Токовите трансформатори осигуряват няколко важни предимства за съвременните електрически системи. Те правят възможно измерването на големи токове с помощта на стандартизирани ниско{1}}токови инструменти, осигуряват електрическа изолация между първичните и вторичните вериги, поддържат точно измерване и подават токови сигнали към защитните релета.
Тяхната гъвкава конструкция също така позволява CTs да се използват в електроразпределение, разпределителна уредба, индустриално оборудване, измерване на енергия, системи за възобновяема енергия и електрическа защита.
За да се получат тези предимства, CT трябва да бъде правилно избран според първичния ток, вторичния рейтинг, класа на точност, натоварването, нивото на изолация, метода на инсталиране и изискванията за приложение.
За професионалните електрически системи изборът на правилния токов трансформатор не е свързан само с измерване на ток-, но и с подобряване на надеждността на измерването, наблюдение на системата и електрическа защита.