In Stromkreisen von 380 Volt mit hohen Strömen wird laut PUE ein Wandler einer speziellen Bauart verwendet, der als Stromwandler bezeichnet wird. Mit seiner Hilfe ist es möglich, den Wert des aktuellen Indikators um die Häufigkeit zu reduzieren, die durch die technischen Merkmale angegeben wird. Um das Funktionsprinzip solcher Konverter zu verstehen, müssen Sie sich mit deren Design vertraut machen.
Design-Merkmale
Elektrische Stromwandler enthalten folgende Strukturelemente:
- geschlossener Kern (Magnetkern);
- Primärstromwicklung;
- Sekundärspule (Absenkspule).
Die Primärwicklung ist in Reihe mit dem Regelkreis geschaltet, so dass der gesamte Phasenstrom durch ihn fließt. Die Sekundärspule wird auf ein an das Netzwerk angeschlossenes Gerät geladen - ein Schutzrelais oder ein Messgerät. Aufgrund des Unterschieds in der Anzahl der Windungen in jeder der Spulen wird die Stromkomponente in der Sekundärwicklung auf einen Wert reduziert, der durch den Transformationskoeffizienten bestimmt wird.
Da der Widerstand der Lastkreise vernachlässigbar ist, wird angenommen, dass diese Vorrichtungen in einem Modus arbeiten, der dem Kurzschluss sehr nahe kommt.
Normalerweise haben sie mehrere Gruppen von Sekundärwicklungen, von denen jede für ihre eigenen Zwecke verwendet wird. Sie können sich verbinden mit:
- Schutzeinrichtungen (z. B. Spannungsrelais);
- Mess- und Diagnosegeräte;
- die Regeleinrichtung.
Der Widerstand der Ausgangswicklungen ist streng normalisiert, da bereits eine geringfügige Abweichung von dem in der TU angegebenen Wert zu einer Erhöhung des Messfehlers oder zu einer Verschlechterung der Reaktionseigenschaften führt.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen Stromwandlern und den zugehörigen Spannungswandlern sind die von diesen Geräten ausgeführten Funktionen und das Funktionsprinzip. Stromwandler bieten in erster Linie Schutz für die angeschlossene Last und die angegebene Genauigkeit der Messungen. Der zweite Typ zeichnet sich durch eine rein umwandelnde Betriebsart aus, die nur für den Betrieb in Stromkreisen relevant ist.
Stromwandlerklassifizierung
Wenn Sie wissen, wofür der CT bestimmt ist, können Sie sich mit der allgemein anerkannten Klassifizierung dieser Geräte vertraut machen. Bekannte Beispiele für die Konvertierung von Geräten unterscheiden sich in den folgenden Hauptmerkmalen:
- Zweck - Die Funktion, die von jedem bestimmten Gerät ausgeführt wird.
- Installationsmethode am Einsatzort.
- Konstruktionsmerkmale, einschließlich der Gesamtzahl der Windungen in der Primärwicklung.
- Betriebsspannung und Art der Isolierung der Leiter.
- Die Anzahl der Transformationsstufen.
Entsprechend dem Zweck werden die bekannten CT-Proben in Labor-, Schutz-, Mess- und sogenannte "Zwischen" -Geräte unterteilt.
Die letzte Kategorie dient entweder zum Anschluss von Messgeräten oder zum Ausgleich von Stromwerten in Differentialschutzsystemen.
Je nach Installationsmethode werden folgende Typen unterschieden:
- Nur zur Installation im Freien (in Schaltschränken);
- für Inneninstallationskreise (in Innenschaltanlagen);
- in elektrische Einheiten und Schaltgeräte eingebaute Wandler, einschließlich Generatoren und Leistungstransformatoren;
- Überkopfgeräte, die oben auf der Struktur montiert sind (auf Buchsen).
Tragbare Proben werden für Laboruntersuchungen sowie für Inspektionen und Messungen verwendet.
Entsprechend dem Design der Primärwicklung werden die aktuellen Geräte in Multi-Turn-, Single-Turn- und Bus-Modelle unterteilt.Entsprechend der Betriebsspannung der Stromkreise, in denen diese Geräte installiert sind, werden sie in Transformatoren unterteilt, die in Netzwerken mit bis zu und mehr als 1000 Volt installiert sind.
Nach der Art der darin verwendeten Isoliermaterialien werden diese Produkte in die folgenden Typen unterteilt:
- mit "trockener" Isolierung auf Porzellan- oder Epoxidbasis;
- mit Papieröl- oder Kondensatorschutz;
- mit zusammengesetzter Füllung.
Aufgrund der Anzahl der verfügbaren Transformationsstufen sind alle bekannten Geräte, die im Stromkreis installiert sind, einstufig und zweistufig (ihr anderer Name lautet „Kaskade“).
Schaltplan
Verschiedene Schemata zum Anschließen von Stromwandlern unterscheiden sich hauptsächlich in der Reihenfolge des Schaltens der Primär- und Sekundärwicklung. Der erste von ihnen zeichnet sich durch den einfachsten sequentiellen Einschluss (das sogenannte "Insert") in die Lücke des gesteuerten Phasenbusses aus. Eine andere Sache ist der Sekundärkreis, der aus mehreren Wicklungen besteht, die nach folgenden Schemata ausgelöst werden können:
- „Ein voller Stern, mit dem bei Bedarf die aktuellen Parameter in jeder Phase gesteuert werden.
- "Stern vom unvollständigen Typ", wird verwendet, wenn nicht alle linearen Messkreise gesteuert werden müssen.
- Schema der Fixierströme der "Nullsequenz", die ein Steuerrelais enthält.
Um Geld zu sparen, sind ausgehende 6–10-kV-Abzweige häufig nicht nur mit drei, sondern nur mit zwei Messwandlern (ohne eine Phase) ausgestattet.
In diesem Fall werden die Sekundärwicklungen gemäß dem unvollständigen Sternschema eingeschaltet. Eine gemeinsame Schaltung, die als "Nullstromprüfung" bezeichnet wird, wird durch Verbinden von Sekundärwicklungen mit einem vollen Stern gebildet. Gleichzeitig ist das darin verwendete Steuerrelais im gemeinsamen Drahtbruch („Null“) enthalten. Mit Ausnahmen dieses Typs setzt sich der durch die Wicklung fließende Strom aus allen drei Phasenvektoren zusammen. Wenn die Lasten ausgeglichen sind, wird bei einphasigen oder zweiphasigen Kurzschlüssen eine Komponente aufgrund einer Unwucht im Relais zugeordnet.
Hauptparameter und Eigenschaften von Stromwandlern
Die technischen Parameter eines Stromwandlers werden durch die folgenden Hauptindikatoren beschrieben:
- Geräteklasse;
- Nennspannung;
- Ströme in der Primär- und Sekundärspule;
- Transformationsverhältnis des Wechselstroms (als Verhältnis);
- zulässiger Messfehler beim Anschluss eines Stromzählers;
- Permeabilität und Querschnitt des Magnetkreises (Kerns);
- Größe des Magnetpfades.
Die Nennspannung in Kilovolt wird normalerweise in dem für jedes Gerät geltenden Reisepass angegeben. Sein Betriebswert variiert zwischen 0,66 und 1150 kV. Ausführlichere Informationen zu diesem und anderen Indikatoren finden Sie in der Referenzliteratur zum Anschluss von Transformatoren an Stromzähler.
Der Wert des Nennstroms in der Primärspule ergibt sich auch aus der beigefügten technischen Dokumentation. Je nach Modell des Umrichters kann dieser Parameter zwischen 1,0 und 40.000 Ampere liegen. Die Werte des Stromindex in der Sekundärspule werden normalerweise mit 1,0 oder 5,0 Ampere gewählt (abhängig von den Parametern des Primärkreises).
Manchmal stellt der Hersteller im Rahmen der Bestellung Geräte mit Sekundärströmen von 2,0 oder 2,5 Ampere her.
Das Transformationsverhältnis (Multiplizität) ist ein Indikator für den Anteil oder das Verhältnis der Ströme der Primär- und Sekundärspule. Unter dem maximalen Verhältnis wird das Verhältnis des maximalen Primärstroms zu seinem Nennwert verstanden, vorausgesetzt, der Gesamtfehler bei einer festen Sekundärlast überschreitet 10% nicht. Nominale ultimative Multiplizität bedeutet den gleichen Indikator bei optimaler Belastung.Dieser Parameter kennzeichnet die Möglichkeit der normalen Funktionsweise von Schutzeinrichtungen im Notfall.
Aktueller Fehler
Gemäß GOST 7746-89 gibt es drei Arten von Fehlern für Stromwandler: Strom, Winkel und Voll. Sie sind quantitative Indikatoren für die Abweichungen der Sekundärstromwerte multipliziert mit dem Nennkoeffizienten vom Primärindikator.
Die Norm schreibt vor, solche Fehler nur im stationären Betriebsmodus (mit konstanten Parametern) des Systems zu berechnen und nur dann, wenn sich die Form des Primärstroms nicht von der sinusförmigen unterscheidet.
Der in der Beschreibung der Multiplizitäten erwähnte Stromfehler kennzeichnet die relative Differenz zwischen den effektiven Werten der Ströme, ausgedrückt als Prozentsatz. Sein Winkeläquivalent ist definiert als der Fehler zwischen den Vektoren zweier Stromkomponenten: der Primärwelle für den Primärkreis und der ersten Harmonischen für den Sekundärkreis. Basierend auf diesen beiden Werten wird der Gesamtfehler berechnet, indem sie gemäß der in den Anweisungen angegebenen Formel summiert werden.
Der Hauptzweck der Messung von Stromwandlern besteht darin, Energiezähler anzuschließen, die zur Versorgung dreiphasiger Stromleitungen verwendet werden.
