In den Stromkreisen von 380 Volt mit hohen Strömen wird laut PUE ein spezieller Wandler, ein sogenannter Stromwandler, verwendet. Mit seiner Hilfe ist es möglich, den Wert des aktuellen Indikators um die von den technischen Eigenschaften angegebene Anzahl zu reduzieren. Um das Funktionsprinzip solcher Konverter zu verstehen, müssen Sie sich mit ihrem Design vertraut machen.
Design-Merkmale
Elektrische Stromwandler enthalten folgende Konstruktionselemente:
- geschlossener Kern (Magnetkreis);
- primäre Leistungswicklung;
- Sekundärspule (Abwärtsspule).
Die Primärwicklung ist mit dem überwachten Stromkreis in Reihe geschaltet, so dass der gesamte Phasenstrom durch sie fließt. Die Sekundärspule wird auf ein an das Netzwerk angeschlossenes Gerät geladen - ein Schutzrelais oder ein Messgerät. Aufgrund der unterschiedlichen Windungszahlen jeder der Spulen wird der Stromanteil in der Sekundärwicklung auf einen durch das Übersetzungsverhältnis bestimmten Wert reduziert.
Da der Widerstand der Lastkreise vernachlässigbar ist, wird angenommen, dass diese Geräte in einem Modus arbeiten, der einem Kurzschluss sehr nahe kommt.
Sie haben normalerweise mehrere Gruppen von Sekundärwicklungen, von denen jede für ihre eigenen Zwecke verwendet wird. Sie können verbunden werden mit:
- Schutzeinrichtungen (z. B. Spannungsrelais);
- Buchhaltungs- und Diagnosegeräte;
- die Regelanlage.
Der Widerstand der Ausgangswicklungen ist streng normiert, da bereits eine geringe Abweichung von dem in der TU angegebenen Wert zu einer Erhöhung des Messfehlers oder einer Verschlechterung des Ansprechverhaltens führt.
Der wesentliche Unterschied zwischen einem TT und den zugehörigen Spannungswandlern liegt in den Funktionen dieser Geräte und der Funktionsweise. Stromwandler schützen in erster Linie die angeschlossene Last und die angegebene Genauigkeit der Messungen. Der zweite Typ zeichnet sich durch eine rein wandelnde Betriebsweise aus, die sich nur auf den Betrieb in Stromkreisen bezieht.
Klassifizierung von Stromwandlern
- Zweck - die Funktion, die von jedem spezifischen Gerät ausgeführt wird.
- Installationsmethode vor Ort.
- Konstruktionsmerkmale einschließlich der Gesamtwindungszahl in der Primärwicklung.
- Betriebsspannung und Art der Leiterisolation.
- Die Anzahl der Transformationsschritte.
Je nach Verwendungszweck werden die bekannten TT-Proben in Labor-, Schutz-, Mess- und sogenannte „Zwischengeräte“ unterteilt.
Letztere Kategorie ist entweder zum Anschluss von Messgeräten oder zum Ausgleich von Stromwerten in Differentialschutzsystemen vorgesehen.
Je nach Installationsmethode werden folgende Typen unterschieden:
- nur für Außenaufstellung (in Schaltschränken);
- für interne Installationsschemata (in Innenschaltanlagen);
- Umrichter, die in elektrische Einheiten und Schaltgeräte eingebaut sind, einschließlich Generatoren und Leistungstransformatoren;
- Überkopfgeräte, die oben auf der Struktur montiert sind (auf Durchführungen).
Tragbare Proben werden sowohl für die Laborforschung als auch für die Inspektion und Messung verwendet.
Je nach Ausführung der Primärwicklung werden Stromgeräte in Multiturn-, Singleturn- und Bus-Modelle unterteilt. Entsprechend der Betriebsspannung der Stromkreise, in denen diese Geräte installiert sind, werden sie in Transformatoren unterteilt, die in Netzen bis 1000 Volt und mehr installiert sind.
Je nach Art der darin verwendeten Dämmstoffe werden diese Produkte in folgende Typen unterteilt:
- mit "trockener" Isolierung auf Basis von Porzellan oder Epoxidharz;
- mit Papieröl- oder Kondensatorschutz;
- mit Verbundfüllung.
Entsprechend der Anzahl der verfügbaren Transformationsstufen sind alle bekannten Geräte, die im Stromversorgungskreis installiert sind, einstufig und zweistufig (andere Bezeichnung ist "Kaskade").
Anschlusspläne
Verschiedene Schaltungen zum Anschluss von Stromwandlern unterscheiden sich hauptsächlich in der Reihenfolge der Kommutierung der Primär- und Sekundärwicklung. Die erste davon zeichnet sich durch die einfachste sequentielle Verbindung (das sogenannte "Tie-In") in den Bruch des überwachten Phasenbusses aus. Eine andere Sache sind Sekundärkreise, die aus mehreren Wicklungen bestehen und nach folgenden Schemata getrennt werden können:
- „Voller Stern, wird verwendet, wenn es notwendig ist, die aktuellen Parameter in jeder der Phasen zu überwachen.
- "Unvollständiger Stern", wird verwendet, wenn nicht alle linearen Messkreise kontrolliert werden müssen.
- Eine Schaltung zum Festlegen von Strömen der "Nullfolge", die ein Steuerrelais enthält.
Um Geld zu sparen, werden an Abgängen 6-10 kV oft nicht drei, sondern nur zwei Messwandler (ohne eine Phase) installiert.
In diesem Fall werden die Sekundärwicklungen in einem unvollständigen Sternschema eingeschaltet. Eine gemeinsame Schaltung namens "Nullstromtest" wird gebildet, indem die Sekundärwicklungen zu einem Vollstern verbunden werden. In diesem Fall ist das darin verwendete Steuerrelais in der Unterbrechung des gemeinsamen Drahts ("Null") enthalten. Bei dieser Art der Abschaltung setzt sich der durch die Wicklung fließende Strom aus allen drei Phasenvektoren zusammen. Bei symmetrischen Lasten wird bei ein- oder zweiphasigen Kurzschlüssen der aus der Unsymmetrie resultierende Anteil im Relais freigegeben.
Hauptparameter und Eigenschaften von Stromwandlern
Die technischen Parameter jedes Stromwandlers werden durch die folgenden Hauptindikatoren beschrieben:
- Geräteklasse;
- Nennspannung;
- Ströme in den Primär- und Sekundärspulen;
- AC-Übersetzungsverhältnis (als Verhältnis);
- zulässiger Messfehler beim Anschluss eines Stromzählers;
- Permeabilität und Querschnitt des Magnetkreises (Kern);
- die Größe des magnetischen Pfades.
Die Nennspannung in Kilovolt ist normalerweise im Reisepass angegeben, der jedem einzelnen Gerät beiliegt. Sein Betriebswert reicht von 0,66 bis 1150 kV. Ausführlichere Informationen zu diesem und anderen Indikatoren finden Sie in der Referenzliteratur zum Anschluss von Transformatoren an Stromzähler.
Manchmal stellt der Hersteller im Auftrag Geräte mit Sekundärströmen von 2,0 oder 2,5 Ampere her.
Das Übersetzungsverhältnis (Multiplizität) ist ein Indikator für den Anteil bzw. das Verhältnis der Ströme der Primär- und Sekundärspule. Unter der begrenzenden Multiplizität versteht man das Verhältnis des maximalen Primärstroms zu seinem Nennwert, sofern der Gesamtfehler bei fester Sekundärlast 10 % nicht überschreitet. Das nominale Grenzverhältnis bedeutet den gleichen Indikator bei optimaler Last.Dieser Parameter charakterisiert die Möglichkeit des normalen Funktionierens von Schutzgeräten im Notfallmodus.
Aktueller Fehler
Gemäß GOST 7746-89 gibt es drei Arten von Fehlern für Stromwandler - Strom, Winkel und Gesamt. Sie sind quantitative Indikatoren für die Abweichung der Sekundärstromwerte multipliziert mit dem Nennfaktor vom Primärindikator.
Die Norm schreibt vor, solche Fehler nur im stationären (mit konstanten Parametern) Betriebsmodus des Systems und nur dann zu berechnen, wenn sich die Form des Primärstroms nicht von der sinusförmigen unterscheidet.
Der in der Beschreibung der Multiplizität erwähnte Stromfehler charakterisiert die relative Differenz der Effektivwerte der Ströme, ausgedrückt in Prozent. Sein Winkeläquivalent ist definiert als der Fehler zwischen den Vektoren zweier effektiver Stromkomponenten: der Grundschwingung für den Primärkreis und der ersten Harmonischen für den Sekundärkreis. Basierend auf diesen beiden Werten wird der Gesamtfehler berechnet, indem sie gemäß der in der Anleitung angegebenen Formel summiert werden.
Der Hauptzweck von Messstromwandlern besteht darin, Energiezähler anzuschließen, die zur Wartung von Drehstromleitungen verwendet werden.
