Indledning
En strømtransformator (CT) er en vigtig instrumenttransformator, der bruges til at måle, overvåge og beskytte elektriske systemer. Dens hovedfunktion er at omdanne en høj primærstrøm til en lavere sekundærstrøm, der sikkert kan forbindes til målere, overvågningsudstyr og beskyttelsesrelæer.
For at vælge den rigtige CT til en elektrisk applikation er det vigtigt at forstå dens grundlæggende egenskaber. Disse karakteristika bestemmer, hvor nøjagtigt og pålideligt CT'en fungerer under normale driftsforhold og, for beskyttelsesapplikationer, under unormale eller fejltilstande.
De vigtigste egenskaber omfatter strømforhold, nominel primær og sekundær strøm, nøjagtighedsklasse, belastning, frekvens, isolationsniveau, excitationsegenskaber, mætningsydelse, polaritet og applikationstype.
1. Nuværende transformationsforhold
Det nuværende transformationsforhold er en af de mest grundlæggende egenskaber ved en CT.
Det repræsenterer forholdet mellem den nominelle primære strøm og den nominelle sekundære strøm.
For eksempel er en CT vurderet til 500/5A designet til at give ca. 5A sekundær strøm, når den primære strøm er 500A under nominelle forhold.
Andre almindelige forhold omfatter 100/5A, 200/5A, 400/5A, 600/5A og 1000/5A.
Forholdet skal vælges i henhold til den forventede primærstrøm og kravene til det tilsluttede måle- eller beskyttelsesudstyr.
2. Nominel primærstrøm
Nominel primærstrøm er den primære strømværdi, som CT'en er designet til at fungere under specificerede forhold.
Det udtrykkes normalt i ampere.
For eksempel i en 600/5A CT er den nominelle primærstrøm 600A.
Det er vigtigt at vælge den passende nominelle primærstrøm, fordi CT'en skal matche den forventede elektriske belastning og driftsbetingelser.
Hvis CT'en er væsentligt overdimensioneret til den faktiske belastning, er måleydelsen muligvis ikke optimal til nogle applikationer. Hvis den primære strøm regelmæssigt overstiger CT'ens nominelle værdi, bliver termiske og nøjagtighedsovervejelser vigtige.
3. Nominel sekundær strøm
Nominel sekundær strøm er den strøm, som CT'en er designet til at levere, når den primære strøm når sin nominelle værdi.
Almindelige sekundære klassificeringer inkluderer 1A og 5A.
For eksempel:
* 400/5A CT → 5A nominel sekundærstrøm
* 1000/5A CT → 5A nominel sekundærstrøm
* 400/1A CT → 1A nominel sekundærstrøm
Den sekundære klassificering skal være kompatibel med den tilsluttede måler, relæ eller overvågningsenhed.
4. Nøjagtighedsklasse
Nøjagtighedsklasse beskriver den forventede måleydelse af CT'en under specificerede driftsforhold.
Forskellige applikationer kræver forskellige nøjagtighedsniveauer.
Måle-CT'er er designet til at give nøjagtig strømmåling til energimålere og overvågningssystemer.
Beskyttelses-CT'er er designet til at opretholde passende ydeevne under fejltilstande, så beskyttelsesrelæer kan modtage nyttig aktuel information.
Den passende nøjagtighedsklasse bør derfor vælges i henhold til formålet med CT'en.
5. Byrde
Byrde er en anden vigtig egenskab.
Det repræsenterer belastningen forbundet til CT-sekundærkredsløbet og inkluderer generelt impedansen af målere, relæer, kabler, terminaler og andet sekundært udstyr.
Hvis den faktiske belastning overstiger CT'ens nominelle belastning, opretholder CT'en muligvis ikke sin specificerede nøjagtighed eller ydeevne.
Af denne grund bør det tilsluttede sekundære udstyr og kabellængden tages i betragtning ved CT-valg.
6. Frekvensvurdering
Den nominelle frekvens angiver den frekvens, som CT'en er designet til.
Almindelige strøm-systemfrekvenser inkluderer 50 Hz og 60 Hz.
CT'en skal være egnet til frekvensen af det elektriske system, hvori den er installeret.
Frekvens påvirker kernens magnetiske adfærd og kan derfor påvirke CT-ydelsen.
7. Isoleringsniveau
Isoleringsniveauet er især vigtigt for mellem- og høj- CT'er.
CT-isoleringssystemet skal modstå den normale driftsspænding og gældende elektriske belastninger i systemet.
Isoleringsydelse afhænger af CT-konstruktionen, materialer, miljøforhold og spændingsniveau.
Korrekt isolering er afgørende for pålidelig og sikker drift.
8. Excitationskarakteristika
Excitationskarakteristika beskriver forholdet mellem den spænding, der påføres CT-sekundæren, og excitationsstrømmen, der kræves af den magnetiske kerne.
De giver nyttige oplysninger om CT'ens magnetiske opførsel.
Excitationsegenskaber er særligt vigtige for beskyttelses-CT'er, fordi de kan hjælpe med at bestemme det punkt, hvor kernen nærmer sig mætning.
Test af excitationsegenskaberne kan også hjælpe med at identificere visse problemer med det magnetiske kredsløb.
9. Mætningsydelse
En CT bør have passende mætningskarakteristika til dens tilsigtede anvendelse.
Mætning opstår, når den magnetiske kerne ikke længere kan opretholde et proportionalt forhold mellem magnetisk flux og excitation.
Under en fejl kan primærstrømmen blive meget høj. Hvis CT'en mættes for meget, kan den sekundære strømbølgeform blive forvrænget.
Til måleapplikationer kan mætning forårsage målefejl.
For beskyttelsesapplikationer kan overdreven mætning påvirke det aktuelle signal, der modtages af beskyttelsesrelæer.
Derfor skal mætningsydelsen tages i betragtning, når du vælger en beskyttelses-CT.
10. Polaritet
CT-polaritet identificerer den relative retning af strøm ved de primære og sekundære terminaler.
Korrekt polaritet er vigtig, når CT'er er forbundet til målere, beskyttelsesrelæer eller flere CT-kredsløb.
Forkert polaritet kan forårsage forkerte effektmålinger eller uønsket adfærd i visse beskyttelsessystemer.
CT-terminaler er derfor normalt mærket for at angive deres polaritet og forbindelsesorientering.
11. Primær og sekundær konfiguration
Strømtransformatorer er tilgængelige i forskellige fysiske og elektriske konfigurationer.
Fælles designs inkluderer:
* Ring-type CT
* Vindue-type CT
* Split-kerne-CT
* Bar-type CT
* Sår-type CT
* Toroidal CT
Det passende design afhænger af lederarrangementet, tilgængelig installationsplads, strømniveau og anvendelseskrav.
For eksempel kan en split-kerne CT være nyttig til eftermonteringsapplikationer, hvor den eksisterende leder ikke nemt kan afbrydes.
12. Måleområde
Det nyttige måleområde er en anden vigtig CT-karakteristik.
En CT bør vælges, så dens tilsigtede driftsstrøm falder inden for det område, hvor den kan give passende nøjagtighed.
Til måleapplikationer kan måleområdet være særligt vigtigt, fordi den faktiske belastning kan variere betydeligt i løbet af dagen.
Valg af et passende forhold hjælper med at sikre, at CT kan levere nyttige målinger på tværs af det forventede driftsområde.
13. Termisk ydeevne
Strøm, der strømmer gennem CT'en, producerer varme, og CT'en skal være i stand til at fungere sikkert inden for dens specificerede termiske grænser.
Termisk ydeevne afhænger af faktorer som primærstrøm, sekundær belastning, omgivelsestemperatur, lederarrangement og ventilation.
En CT installeret i et høj-temperaturkoblingsskab kan opleve andre termiske forhold end en installeret i et godt-ventileret miljø.
Derfor bør driftsmiljøet overvejes under udvælgelsen.
14. Mekaniske og miljømæssige egenskaber
CT-ydelse afhænger også af de forhold, som transformeren er installeret under.
Vigtige miljøfaktorer omfatter:
* Temperatur
* Fugtighed
* Støv
* Forurening
* Vibration
* Korrosion
* Højde
* Indendørs eller udendørs installation
Mekanisk konstruktion bør også være egnet til installationsmiljøet.
For eksempel kan udendørs applikationer kræve en CT med passende indkapsling og miljøbeskyttelse.
15. Måling eller beskyttelsesapplikation
En af de vigtigste egenskaber er den påtænkte anvendelse.
En måle-CT er optimeret til nøjagtig måling.
En beskyttelses-CT er designet til at give passende ydeevne under høje-strøm- og fejlforhold.
Disse to typer kan have forskellige kernedesign, nøjagtighedsegenskaber og ydeevnekrav.
Derfor bør en CT aldrig vælges kun baseret på det aktuelle forhold. Den påtænkte anvendelse skal også overvejes.
16. Sekundær kredsløbssikkerhed
Det sekundære kredsløb er en anden vigtig egenskab ved CT-operation.
Når primærstrømmen løber, skal CT-sekundæren tilsluttes korrekt til den tilsigtede belastning eller håndteres i overensstemmelse med godkendte kortslutningsprocedurer.
En strømførende CT-sekundær bør ikke åbnes tilfældigt, da farlig spænding kan udvikle sig.
Korrekte sekundære ledninger, jordforbindelse, terminalidentifikation og vedligeholdelsesprocedurer er derfor afgørende for sikker drift.
Sådan vælger du en CT baseret på dens egenskaber
Når du vælger en strømtransformator, bør brugerne vurdere flere egenskaber sammen:
1. Nominel primærstrøm
2. Nominel sekundær strøm
3. Nuværende forhold
4. Nøjagtighedsklasse
5. Byrde
6. Frekvens
7. Isoleringsniveau
8. Mætningsegenskaber
9. Installationstype
10. Miljøforhold
11. Målings- eller beskyttelseskrav
12. Tilsluttet udstyr
At overveje alle disse parametre hjælper med at sikre, at CT'en matcher det elektriske system og giver pålidelig ydeevne.
Konklusion
De grundlæggende egenskaber ved en strømtransformator bestemmer, hvor godt den kan måle, overvåge og understøtte beskyttelsen af et elektrisk system.
Vigtige karakteristika omfatter CT-forholdet, nominel primærstrøm, nominel sekundærstrøm, nøjagtighedsklasse, belastning, frekvensklassificering, isolationsniveau, excitationsegenskaber, mætningsydelse, polaritet, termisk ydeevne og fysisk konstruktion.
Den rigtige CT bør vælges i henhold til den komplette applikation i stedet for en enkelt parameter. Ved at matche CT-egenskaberne med det elektriske system, tilsluttet udstyr og installationsmiljø kan brugerne opnå mere nøjagtige målinger, pålidelig overvågning og effektiv elektrisk beskyttelse.