Въведение
Токовият трансформатор (CT) е важен инструментален трансформатор, използван за измерване, наблюдение и защита на електрически системи. Основната му функция е да трансформира висок първичен ток в по-нисък вторичен ток, който може безопасно да бъде свързан към измервателни уреди, оборудване за наблюдение и защитни релета.
За да изберете правилния CT за електрическо приложение, е важно да разберете основните му характеристики. Тези характеристики определят колко точно и надеждно работи CT при нормални условия на работа и, за приложения за защита, по време на необичайни условия или условия на повреда.
Най-важните характеристики включват съотношение на тока, номинален първичен и вторичен ток, клас на точност, натоварване, честота, ниво на изолация, характеристики на възбуждане, характеристики на насищане, полярност и тип приложение.
1. Коефициент на трансформация на ток
Коефициентът на трансформация на тока е една от най-основните характеристики на КТ.
Той представлява връзката между номиналния първичен ток и номиналния вторичен ток.
Например CT, номинален на 500/5A, е проектиран да осигурява приблизително 5A вторичен ток, когато първичният ток е 500A при номинални условия.
Други обичайни съотношения включват 100/5A, 200/5A, 400/5A, 600/5A и 1000/5A.
Съотношението трябва да бъде избрано според очаквания първичен ток и изискванията на свързаното измервателно или защитно оборудване.
2. Номинален първичен ток
Номиналният първичен ток е стойността на първичния ток, за която CT е проектиран да работи при определени условия.
Обикновено се изразява в ампери.
Например, в 600/5A CT, номиналният първичен ток е 600A.
Изборът на подходящия номинален първичен ток е важен, тъй като CT трябва да отговаря на очакваното електрическо натоварване и работни условия.
Ако CT е значително надвишен за действителния товар, ефективността на измерването може да не е оптимална за някои приложения. Ако първичният ток редовно надвишава номиналната стойност на CT, топлинните съображения и точността стават важни.
3. Номинален вторичен ток
Номиналният вторичен ток е токът, който CT е проектиран да осигури, когато първичният ток достигне номиналната си стойност.
Общите вторични оценки включват 1A и 5A.
Например:
* 400/5A CT → 5A номинален вторичен ток
* 1000/5A CT → 5A номинален вторичен ток
* 400/1A CT → 1A номинален вторичен ток
Вторичният рейтинг трябва да е съвместим със свързания измервателен уред, реле или устройство за наблюдение.
4. Клас на точност
Класът на точност описва очакваната производителност на измерване на CT при определени работни условия.
Различните приложения изискват различни нива на точност.
Измервателните КТ са проектирани да осигурят точно измерване на тока за измервателни уреди и системи за мониторинг.
Защитните CT са проектирани да поддържат подходяща производителност по време на условия на повреда, така че защитните релета да могат да получават полезна текуща информация.
Следователно подходящият клас на точност трябва да бъде избран според предназначението на CT.
5. Тежест
Тежестта е друга важна характеристика.
Той представлява натоварването, свързано към вторичната верига на CT, и обикновено включва импеданса на измервателни уреди, релета, кабели, клеми и друго вторично оборудване.
Ако действителното натоварване надвишава номиналното натоварване на CT, CT може да не поддържа определената си точност или производителност.
Поради тази причина свързаното вторично оборудване и дължината на кабела трябва да се вземат предвид при избора на CT.
6. Оценка на честотата
Номиналната честота показва честотата, за която е проектиран CT.
Общите честоти на захранващата-система включват 50 Hz и 60 Hz.
CT трябва да е подходящ за честотата на електрическата система, в която е инсталиран.
Честотата влияе на магнитното поведение на сърцевината и следователно може да повлияе на работата на CT.
7. Ниво на изолация
Нивото на изолация е особено важно за CT със средно{0}} и високо-напрежение.
CT изолационната система трябва да издържа на нормалното работно напрежение и приложимите електрически напрежения на системата.
Ефективността на изолацията зависи от конструкцията на CT, материалите, условията на околната среда и нивото на напрежение.
Правилната изолация е от съществено значение за надеждната и безопасна работа.
8. Характеристики на възбуждане
Характеристиките на възбуждане описват връзката между напрежението, приложено към вторичния CT, и тока на възбуждане, изискван от магнитната сърцевина.
Те предоставят полезна информация за магнитното поведение на КТ.
Характеристиките на възбуждане са особено важни за защитните CT, тъй като те могат да помогнат за определяне на точката, в която сърцевината се доближава до насищане.
Тестването на характеристиките на възбуждане също може да помогне за идентифициране на определени проблеми с магнитната верига.
9. Ефективност на насищане
CT трябва да има подходящи характеристики на насищане за предвиденото приложение.
Насищане възниква, когато магнитното ядро вече не може да поддържа пропорционална връзка между магнитния поток и възбуждането.
По време на повреда първичният ток може да стане много висок. Ако CT се насити прекомерно, формата на вълната на вторичния ток може да се изкриви.
За приложения за измерване насищането може да причини грешки в измерването.
За приложения за защита прекомерното насищане може да повлияе на текущия сигнал, получен от защитните релета.
Следователно характеристиките на насищане трябва да се имат предвид при избора на защитен CT.
10. Полярност
Полярността на CT идентифицира относителната посока на тока на първичните и вторичните клеми.
Правилният поляритет е важен, когато CT са свързани към измервателни уреди, защитни релета или множество CT вериги.
Неправилният поляритет може да причини неправилни измервания на мощността или нежелано поведение в определени защитни схеми.
Следователно клемите на CT обикновено са маркирани, за да укажат тяхната полярност и ориентация на връзката.
11. Първична и вторична конфигурация
Токовите трансформатори се предлагат в различни физически и електрически конфигурации.
Общите дизайни включват:
* Пръстен-тип CT
* Прозорец-тип CT
* Разделен{0}}ядрен КТ
* Бар-тип CT
* CT-тип рана
* Тороидален КТ
Подходящият дизайн зависи от разположението на проводника, наличното място за монтаж, нивото на тока и изискванията за приложение.
Например CT с разделена-жица може да бъде полезен за приложения за модернизация, при които съществуващият проводник не може лесно да бъде изключен.
12. Диапазон на измерване
Полезният диапазон на измерване е друга важна характеристика на КТ.
CT трябва да бъде избран така, че предвиденият му работен ток да попада в диапазона, в който може да осигури подходяща точност.
За измервателни приложения диапазонът на измерване може да бъде особено важен, тъй като действителният товар може да варира значително през деня.
Избирането на подходящо съотношение помага да се гарантира, че CT може да осигури полезни измервания в очаквания работен диапазон.
13. Термична производителност
Токът, протичащ през CT, произвежда топлина и CT трябва да може да работи безопасно в рамките на определените топлинни граници.
Топлинните характеристики зависят от фактори като първичен ток, вторично натоварване, температура на околната среда, разположение на проводниците и вентилация.
CT, инсталиран във високо-температурен разпределителен шкаф, може да изпита различни термични условия от този, инсталиран в добре-проветрива среда.
Следователно при избора трябва да се вземе предвид работната среда.
14. Механични и екологични характеристики
Производителността на CT също зависи от условията, при които е инсталиран трансформаторът.
Важните фактори на околната среда включват:
* Температура
* Влажност
* Прах
* Замърсяване
* Вибрация
* Корозия
* Надморска височина
* Вътрешен или външен монтаж
Механичната конструкция също трябва да е подходяща за средата на инсталиране.
Например приложения на открито може да изискват CT с подходящ корпус и защита на околната среда.
15. Приложение за измерване или защита
Една от най-важните характеристики е предвиденото приложение.
Измерващият CT е оптимизиран за точно измерване.
Защитният CT е проектиран да осигурява подходяща производителност при условия на висок-ток и повреда.
Тези два типа може да имат различен дизайн на ядрото, характеристики на точност и изисквания за производителност.
Следователно CT никога не трябва да се избира само въз основа на съотношението на тока. Предвиденото приложение също трябва да се вземе предвид.
16. Безопасност на вторичната верига
Вторичната верига е друга важна характеристика на работата на КТ.
Когато първичният ток тече, вторичният CT трябва да бъде правилно свързан към предвидения товар или да се борави в съответствие с одобрени процедури за късо съединение.
Захранван вторичен КТ не трябва да се отваря случайно, защото може да се развие опасно напрежение.
Следователно правилното вторично окабеляване, заземяване, идентификация на клемите и процедури за поддръжка са от съществено значение за безопасната работа.
Как да изберем CT въз основа на неговите характеристики
Когато избират токов трансформатор, потребителите трябва да оценят няколко характеристики заедно:
1. Номинален първичен ток
2. Номинален вторичен ток
3. Текущо съотношение
4. Клас на точност
5. Тежест
6. Честота
7. Ниво на изолация
8. Характеристики на насищане
9. Тип инсталация
10. Условия на околната среда
11. Изисквания за измерване или защита
12. Свързано оборудване
Отчитането на всички тези параметри помага да се гарантира, че CT съответства на електрическата система и осигурява надеждна работа.
Заключение
Основните характеристики на токов трансформатор определят колко добре може да измерва, наблюдава и поддържа защитата на електрическа система.
Важните характеристики включват коефициент на CT, номинален първичен ток, номинален вторичен ток, клас на точност, натоварване, номинална честота, ниво на изолация, характеристики на възбуждане, характеристики на насищане, полярност, термични характеристики и физическа конструкция.
Правилният CT трябва да бъде избран според цялото приложение, а не според единичен параметър. Чрез съпоставяне на характеристиките на CT с електрическата система, свързаното оборудване и инсталационната среда, потребителите могат да постигнат по-точни измервания, надеждно наблюдение и ефективна електрическа защита.