Mengukur transformator arus di sirkuit untuk perlindungan relai dan otomatisasi

Peralatan daya gardu listrik secara organisasional dibagi menjadi dua jenis perangkat:

1. rangkaian daya yang melaluinya semua daya energi yang diangkut ditransmisikan;

2. perangkat sekunder yang memungkinkan Anda mengontrol proses yang terjadi di loop utama dan mengontrolnya.

Peralatan listrik terletak di area terbuka atau di switchgear tertutup, dan peralatan sekunder terletak di panel relai, di lemari khusus atau sel terpisah.

Sambungan perantara yang menjalankan fungsi mentransmisikan informasi antara unit daya dan badan pengukur, manajemen, perlindungan, dan kontrol adalah transformator pengukur. Seperti semua perangkat semacam itu, mereka memiliki dua sisi dengan nilai voltase berbeda:

1. tegangan tinggi, yang sesuai dengan parameter loop pertama;

2.tegangan rendah, memungkinkan untuk mengurangi risiko dampak peralatan energi pada personel layanan dan biaya bahan untuk pembuatan perangkat kontrol dan pemantauan.

Kata sifat "pengukuran" mencerminkan tujuan perangkat listrik ini, karena sangat akurat mensimulasikan semua proses yang terjadi pada peralatan listrik dan dibagi menjadi transformator:

1. arus (CT);

2. tegangan (VT).

Mereka bekerja sesuai dengan prinsip transformasi fisik umum, tetapi memiliki desain dan metode inklusi yang berbeda di sirkuit utama.

Bagaimana transformator saat ini dibuat dan bekerja

Prinsip operasi dan perangkat

Dalam desain mengukur transformator arus konversi nilai vektor arus nilai besar yang mengalir di sirkuit primer menjadi berkurang secara proporsional besarnya, dan dengan cara yang sama arah vektor di sirkuit sekunder ditentukan.

Perangkat sirkuit magnetik

Secara struktural, trafo arus, seperti trafo lainnya, terdiri dari dua belitan berinsulasi yang terletak di sekitar sirkuit magnetik umum. Itu dibuat dengan pelat logam laminasi yang dilebur menggunakan jenis baja listrik khusus. Hal ini dilakukan untuk mengurangi hambatan magnet di jalur fluks magnet yang bersirkulasi dalam lingkaran tertutup di sekitar kumparan dan untuk mengurangi kerugian melalui arus eddy.

Trafo arus untuk perlindungan relai dan skema otomasi tidak boleh memiliki satu inti magnet, tetapi dua, berbeda dalam jumlah pelat dan volume total besi yang digunakan. Ini dilakukan untuk membuat dua jenis gulungan yang dapat bekerja dengan andal saat:

1. Kondisi kerja nominal;

2.atau pada beban berlebih yang signifikan yang disebabkan oleh arus hubung singkat.

Desain pertama digunakan untuk melakukan pengukuran, dan yang kedua digunakan untuk menghubungkan perlindungan yang mematikan mode abnormal yang muncul.

Susunan kumparan dan terminal penghubung

Gulungan transformator arus, dirancang dan diproduksi untuk operasi permanen di sirkuit instalasi listrik, memenuhi persyaratan untuk aliran arus yang aman dan efek termalnya. Oleh karena itu, mereka terbuat dari tembaga, baja atau aluminium dengan luas penampang yang tidak termasuk pemanasan yang meningkat.

Karena arus primer selalu lebih besar daripada arus sekunder, belitan untuknya menonjol secara signifikan ukurannya, seperti yang ditunjukkan pada foto di bawah untuk trafo kanan.

Struktur kiri dan tengah tidak memiliki kekuatan sama sekali. Sebagai gantinya, bukaan disediakan di rumahan yang dilalui kabel catu daya atau bus tetap. Model seperti itu biasanya digunakan dalam instalasi listrik hingga 1000 volt.

Pada terminal belitan trafo selalu ada perlengkapan tetap untuk menghubungkan busbar dan kabel penghubung menggunakan baut dan klem sekrup. Ini adalah salah satu tempat kritis di mana kontak listrik dapat terputus, yang dapat menyebabkan kerusakan atau mengganggu pengoperasian sistem pengukuran yang akurat. Kualitas penjepitannya di sirkuit primer dan sekunder selalu diperhatikan selama pemeriksaan operasional.

Terminal trafo arus ditandai di pabrik selama pembuatan dan ditandai:

• L1 dan L2 untuk masukan dan keluaran arus primer;

• I1 dan I2 — sekunder.

Indeks ini berarti arah belitan dari belokan relatif satu sama lain dan memengaruhi koneksi daya yang benar dan sirkuit yang disimulasikan, karakteristik distribusi vektor arus di sepanjang sirkuit. Mereka diperhatikan selama pemasangan awal transformator atau penggantian perangkat yang rusak, dan bahkan diperiksa dengan berbagai metode pemeriksaan kelistrikan baik sebelum perakitan perangkat maupun setelah pemasangan.

Jumlah belokan di sirkuit primer W1 dan W2 sekunder tidak sama, tetapi sangat berbeda. Transformator arus tegangan tinggi biasanya hanya memiliki satu bus lurus melintasi sirkuit magnetik yang bertindak sebagai belitan suplai. Belitan sekunder memiliki jumlah belokan yang lebih besar, yang memengaruhi rasio transformasi. Untuk kemudahan penggunaan, ini ditulis sebagai ekspresi pecahan dari nilai nominal arus di dua belitan.

Misalnya, entri 600/5 pada papan nama kotak berarti transformator dimaksudkan untuk dihubungkan ke peralatan tegangan tinggi dengan arus pengenal 600 ampere, dan hanya 5 yang akan diubah di sirkuit sekunder.

Setiap transformator arus pengukur terhubung ke fase jaringan primernya sendiri. Jumlah belitan sekunder untuk perlindungan relai dan perangkat otomasi biasanya ditingkatkan untuk penggunaan terpisah dalam inti sirkuit arus untuk:

• Alat ukur;

• perlindungan umum;

• perlindungan ban dan ban.

Metode ini menghilangkan pengaruh sirkuit yang kurang kritis pada sirkuit yang lebih signifikan, menyederhanakan perawatan dan pengujiannya pada peralatan kerja pada tegangan operasi.

Untuk menandai terminal belitan sekunder tersebut, penunjukan 1I1, 1I2, 1I3 digunakan untuk awal dan 2I1, 2I2, 2I3 untuk ujungnya.

Perangkat isolasi

Setiap model trafo arus dirancang untuk beroperasi dengan jumlah tegangan tinggi tertentu pada belitan primer. Lapisan insulasi yang terletak di antara belitan dan rumahan harus menahan potensi jaringan listrik kelasnya untuk waktu yang lama.

Di bagian luar insulasi transformator arus tegangan tinggi, tergantung pada tujuannya, berikut ini dapat digunakan:

• taplak meja porselen;

• resin epoksi yang dipadatkan;

• beberapa jenis plastik.

Bahan yang sama dapat dilengkapi dengan kertas transformator atau oli untuk melindungi penyeberangan kabel internal pada belitan dan menghilangkan gangguan belokan ke belokan.

Kelas akurasi TT

Idealnya, transformator secara teoritis harus beroperasi secara akurat tanpa menimbulkan kesalahan. Namun, dalam struktur nyata, energi hilang untuk memanaskan kabel secara internal, mengatasi hambatan magnet, dan membentuk arus eddy.

Karena itu, setidaknya sedikit, tetapi proses transformasi terganggu, yang memengaruhi keakuratan reproduksi dalam skala vektor arus primer dari nilai sekundernya dengan penyimpangan orientasi dalam ruang. Semua transformator arus memiliki kesalahan pengukuran tertentu, yang dinormalisasi sebagai persentase rasio kesalahan absolut dengan nilai nominal dalam amplitudo dan sudut.

Kelas akurasi transformator arus dinyatakan dengan nilai numerik «0,2», «0,5», «1», «3», «5», «10».

Transformator Kelas 0.2 bekerja untuk pengukuran laboratorium kritis.Kelas 0.5 dimaksudkan untuk pengukuran arus yang akurat yang digunakan oleh level 1 meter untuk tujuan komersial.

Pengukuran arus untuk pengoperasian relai dan akun kontrol tingkat 2 dilakukan di kelas 1. Kumparan penggerak penggerak dihubungkan ke transformator arus kelas akurasi ke-10. Mereka bekerja persis dalam mode hubung singkat dari jaringan utama.

Sirkuit switching TT

Dalam industri tenaga, saluran listrik tiga atau empat kabel terutama digunakan. Untuk mengontrol arus yang melewatinya, berbagai skema digunakan untuk menghubungkan transformator pengukur.

1. Peralatan listrik

Foto menunjukkan varian pengukuran arus rangkaian daya tiga kabel 10 kilovolt menggunakan dua trafo arus.

Di sini dapat dilihat bahwa busbar koneksi fase primer A dan C dibaut ke terminal trafo arus dan sirkuit sekunder disembunyikan di balik pagar dan disambungkan dari rangkaian kabel terpisah ke dalam tabung pelindung yang diarahkan ke kompartemen relai. untuk koneksi sirkuit ke blok terminal.

Prinsip pemasangan yang sama berlaku di skema lain. peralatan tegangan tinggiseperti yang ditunjukkan pada gambar untuk jaringan 110 kV.

Di sini penutup transformator instrumen dipasang pada ketinggian menggunakan platform beton bertulang yang diarde, yang disyaratkan oleh peraturan keselamatan. Sambungan belitan primer ke kabel suplai dilakukan dalam pemotongan, dan semua sirkuit sekunder dibawa keluar dalam kotak terdekat dengan sambungan terminal.

Sambungan kabel sirkuit arus sekunder dilindungi dari benturan mekanis eksternal yang tidak disengaja oleh penutup logam dan pelat beton.

2.Gulungan sekunder

Seperti disebutkan di atas, konduktor keluaran transformator arus disatukan untuk operasi dengan alat pengukur atau alat pelindung. Ini mempengaruhi perakitan sirkuit.

Jika perlu untuk mengontrol arus beban di setiap fase menggunakan ammeter, maka opsi koneksi klasik digunakan - sirkuit bintang penuh.

Dalam hal ini, setiap perangkat menunjukkan nilai fasenya saat ini, dengan mempertimbangkan sudut di antara keduanya. Penggunaan perekam otomatis dalam mode ini paling mudah memungkinkan Anda untuk menampilkan bentuk sinusoid dan membuat diagram vektor distribusi beban berdasarkan bentuk tersebut.

Seringkali, pada pengumpan keluar 6 ÷ 10 kV, untuk menghemat, bukan tiga, tetapi dua trafo pengukur arus dipasang, tanpa menggunakan satu fase B. Kasing ini ditunjukkan pada foto di atas. Memungkinkan Anda menyambungkan ammeter ke sirkuit bintang yang tidak lengkap.

Karena redistribusi arus perangkat tambahan, ternyata jumlah vektor fase A dan C ditampilkan, yang berlawanan arah dengan vektor fase B dalam mode beban simetris jaringan.

Kasus menyalakan dua transformator arus pengukur untuk memantau arus saluran dengan relai ditunjukkan pada foto di bawah ini.

Skema ini memungkinkan kontrol penuh terhadap beban seimbang dan hubung singkat tiga fasa. Ketika terjadi korsleting dua fase, terutama AB atau BC, sensitivitas filter semacam itu sangat diremehkan.

Skema umum untuk memantau arus urutan-nol dibuat dengan menghubungkan transformator pengukur arus di sirkuit bintang penuh dan belitan relai kontrol ke kabel netral gabungan.

Arus yang mengalir melalui koil dibuat dengan menambahkan vektor tiga fasa. Dalam mode simetris, ini seimbang, dan selama terjadinya hubung singkat satu fasa atau dua fasa, komponen ketidakseimbangan dilepaskan di relai.

Karakteristik kinerja mengukur transformator arus dan sirkuit sekundernya

Pergantian operasional

Selama pengoperasian trafo arus, keseimbangan fluks magnet dibuat, dibentuk oleh arus di belitan primer dan sekunder.Akibatnya, besarnya seimbang, diarahkan berlawanan dan mengkompensasi pengaruh EMF yang dihasilkan di sirkuit tertutup .

Jika belitan primer terbuka, arus akan berhenti mengalir melaluinya dan semua sirkuit sekunder akan terputus begitu saja. Tetapi rangkaian sekunder tidak dapat dibuka ketika arus melewati primer, jika tidak, di bawah aksi fluks magnet pada belitan sekunder, gaya gerak listrik dihasilkan, yang tidak dihabiskan untuk aliran arus dalam loop tertutup dengan resistansi rendah. , tetapi digunakan dalam mode Siaga.

Hal ini menyebabkan munculnya potensi tinggi dari kontak terbuka, yang mencapai beberapa kilovolt dan mampu memutus isolasi sirkuit sekunder, mengganggu pengoperasian peralatan dan menyebabkan cedera listrik pada petugas servis.

Untuk alasan ini, semua peralihan di sirkuit sekunder transformator arus dilakukan sesuai dengan teknologi yang ditentukan secara ketat dan selalu di bawah pengawasan pengawas, tanpa mengganggu sirkuit arus. Untuk melakukan ini, gunakan:

• jenis blok terminal khusus yang memungkinkan Anda memasang korsleting tambahan selama gangguan pada bagian yang tidak berfungsi;

• menguji blok saat ini dengan jumper pendek;

• desain kunci khusus.

Perekam untuk proses darurat

Alat pengukur dibagi sesuai dengan jenis parameter pemasangan untuk:

• kondisi kerja nominal;

• terjadinya arus lebih pada sistem.

Elemen sensitif dari alat perekam secara proporsional menangkap sinyal yang masuk dan juga menampilkannya. Jika nilai saat ini dimasukkan pada inputnya dengan distorsi, maka kesalahan ini akan dimasukkan ke dalam bacaan.

Untuk alasan ini, perangkat yang dirancang untuk mengukur arus darurat, dan bukan arus nominal, dihubungkan ke inti proteksi trafo arus, dan bukan ke pengukuran.

Baca tentang perangkat dan prinsip pengoperasian trafo pengukur tegangan di sini: Mengukur transformator tegangan di sirkuit untuk perlindungan relai dan otomatisasi