Обучение по системе защиты. Основные технические данные. Трансформаторы измерения

1.

Обучение по системе защиты
Основные технические данные
Трансформаторы измерения
ANDRITZ HYDRO GmbH
Eibesbrunnergasse 20
A-1120 Wien
Tel. +43 50805 - 0
www.andritz.com

2.

Измерительные трансформаторы
Задача трансформаторов:
Масштабирование на меньший размер больших входных величин до требуемых
значений, подходящих для определенного измерения
Гальваническая изоляция высокого напряжения и измерительных цепей
Требования трансформатора
Точность преобразования: меньше отклонение входных и выходных величин.
В особенности, для систем защиты трансформаторы тока должны
преобразовывать с точностью в несколько раз от номинального тока
DRS-Training, Transformers

3.

Измерительные трансформаторы
Трансформатор
Трансформатор является пассивным устройством, которое
перемещает электрическую энергию из одной цепи в другую через
индуктивно связанные проводники. Общей средой является
магнитный поток.
Принципиальная схема
i1
u1
DRS-Training, Transformers
h
1
i2
2
u2

4.

Измерительные трансформаторы
Эквивалентная схема
R1
I1
U1
X1
Im
Xh
X2 ' R2'
I0
Uh
I2’
IFe
U2 '
RFe
Векторная диаграмма
U1
I1
Характеристики:
Ux
I1 = I2' Треугольник Каппа
Rk Xk
ZB'
UR
U1
U2'
U 2'
I2 '
DRS-Training, Transformers
Указания:
I0 0,01 In
Xh 103 X
.
• высокая эффективность
• меньше индукция
рассеивания
• гистерезис и потери на
вихревые токи

5.

Измерительные трансформаторы
Трансформатор напряжения - Трансформатор без нагрузки
Отсутствие нагрузки:
Номинальное напряжение на первичной обмотке и
вторичный ток примерно I2' = 0
- полученный в результате закона индукции: U10 / U20 = N1 / N2
Предостережение: Никогда не закорачивать вторичную обмотку от
трансформатора напряжения!
Это приведет к повреждению вследствие тепловой перегрузки.
R1 X1
I1
U1
Im
Xh
X2 ' R2'
I0
Uh
IFe
RFe
DRS-Training, Transformers
I2
U 2'
ZB'

6.

Измерительные трансформаторы
Трансформатор тока - короткозамкнутый трансформатор
короткозамкнутый:
первичная обмотка с оперативным током и
вторичным напряжением около: U2' = 0
- из-за ZB' Zm (= Xh // RFE) достигает:
- I1k = I2k и с постоянной величиной магнитодвижущей силы
I1k / I2k = N2 / N1
Предостережение: отсутствие нагрузки на вторичной обмотке
может приводит к
a) повешенному напряжению на вторичных выводах
b) повреждение железного сердечника
R1
I1
U1
X1
Im
Xh
X2 ' R2'
I0
Uh
IFe
RFe
DRS-Training, Transformers
I2
U 2'
ZB'

7.

Измерительные трансформаторы
Конструкция трансформаторов напряжения
Электромагнитный трансформатор напряжения
- гальваническая развязка
Емкостный трансформатор напряжения
- емкостный каскад
- обычно используется в сетях (очень) высокого
напряжения
- недостаток: феррорезонанс (резонансное явление)
HV-side terminal
compensation
capacitive potential divider
earthing
connection
DRS-Training, Transformers
Damping
+
inductive
intermediate
transformer
secondary side terminal

8.

Измерительные трансформаторы
Конструкция трансформаторов тока
одиночный проводник
- трансформатор тока с проёмом
для первичной цепи (или подключаемый)
- трансформатор тока с разъемным
сердечником
- обычно заполненный компаудной
массой литьевой смолы
первичная обмотка
- ввод трансформатора тока
- опорная стойка трансформатора
тока (внутренняя и наружная)
- обычно масляная изоляция
DRS-Training, Transformers

9.

Трансформатор защиты в сравнении с
измерительным трансформатором 1
Характеристики:
Коэффициент преобразования
Нагрузка
Классификация
Вторичный номинальный ток (1 A, 5 A)
Трансформатор защиты:
класс точности, например, 5P20 или Класс X (точка перегиба, R, ток
намагничивания)
Измерительный трансформатор:
коэффициент безопасности приборов, например, FS5; норма IEC60044-1; IEEE
57.13.1-1981
DRS-Training, Transformers

10.

Трансформатор защиты в сравнении с
измерительным трансформатором 2
Isek/IN
20
protective
5% tolerance
band
1
instrument
1
20
Iprim/IN
График характеристик обоих типов трансформатора
Определение точки перегиба в соответствие с IEEE 57.13.1-1981
DRS-Training, Transformers