Srovės transformatoriai (CT) yra pagrindiniai prietaisai, naudojami didelėms pirminėms srovėms sumažinti iki išmatuojamo matavimo ir apsaugos lygio. Reguliarus bandymas patikrina tinkamą jungtį, pažymėtą santykį ir poliškumą, izoliacijos vientisumą ir gebėjimą veikti taip, kaip numatyta tiek pradžioje, tiek po naudojimo laikotarpio. CT lauko bandymai yra labai svarbūs, nes neaptiktos problemos gali sukelti netikslų matavimą, netinkamą apsauginės relės veikimą ar net katastrofišką įrangos gedimą.
Saugos preparatai prieš bandymą
Prieš pradedant bet kokį bandymą, CT antrinė grandinė turi būti saugiai sutrumpinta, kad neatsirastų pavojingos aukštos įtampos. Visi antriniai laidai ir įžeminimo jungtys turi būti atjungtos, kaip reikalaujama atliekant konkrečius bandymus. Pirminė pusė turi būti visiškai iškrauta ir izoliuota. Darbuotojai turi naudoti tinkamas AAP ir laikytis blokavimo / žymėjimo procedūrų.
Pagrindinės bandymo procedūros
Pagrindiniai KT lauko bandymai apima kelis veiksmus. Izoliacijos varžos (IR) matavimas atliekamas naudojant meggerį, kurio vardinė įtampa yra 2,5 kV arba 5 kV, priklausomai nuo įtampos klasės. Mažiausia priimtina vertė paprastai yra (kV + 1) MΩ pirminio-žemės ir pirminio-antrinio, o antrinė-žemė ir šerdis-šerdis turi būti bent 1 MΩ. Poliškumo tikrinimo metu naudojamas nuolatinės srovės elementas ir miliampermetras, kad patikrintų H1-X1 ryšį, užtikrinant, kad S1 būtų teigiamas, kai P1 teigiamas. Santykio patikrinimas apima žinomos srovės įpurškimą į pirminį ir antrinės išvesties matavimą, kad būtų patvirtintas pažymėtas santykis.
Papildomi bandymai apima apvijų varžos matavimą, sužadinimo charakteristikų bandymą ir apkrovos matavimą. Sužadinimo bandymas nubraižo ryšį tarp taikomos įtampos ir sužadinimo srovės, suteikiant įžvalgos apie pagrindinės būklės ir prisotinimo elgesį.
Testavimo standartai ir dažnumas
IEEE C57.13.1 pateikia išsamias rekomendacijas dėl lauko bandymų metodų, skirtų CT perdavimui, apimantį izoliacijos varžą, santykio bandymus, poliškumo patikrinimus, apvijų varžą, sužadinimo bandymus ir apkrovos matavimus. Bandymai turėtų būti atliekami pradedant eksploatuoti, po esminių laidų pakeitimų ir įprastais intervalais – paprastai kas 10 metų sužadinimo ir izoliacijos bandymams įprastomis eksploatavimo sąlygomis. Sistemingas požiūris į KT testavimą užtikrina matavimo tikslumą ir apsaugos patikimumą per visą įrangos eksploatavimo laiką.
Kaip patikrinti srovės transformatoriaus tikslumą?
Srovės transformatoriaus tikslumas apibrėžiamas dviem pagrindiniais parametrais: santykio paklaida (srovės paklaida) ir fazės poslinkiu. Šios klaidos atsiranda dėl to, kad sužadinimo srovė sunaudoja dalį pirminės srovės, todėl antrinė išvestis niekada nėra tiksli pirminės srovės kopija. CT tikslumo tikrinimas yra būtinas sąžiningam energijos apmokėjimui ir patikimam apsaugos koordinavimui.
Standartinis palyginimo metodas
Plačiausiai pripažintas metodas yra palyginimo metodas, nurodytas IEC 61869-2. Taikant šį metodą kaip atskaitos taškas naudojamas tikslesnis standartinis KT, o patikrinto KT paklaida gaunama lyginant jų atsakus tomis pačiomis sužadinimo sąlygomis. Abiejuose CT teka ta pati pirminė srovė, o jų antriniai išėjimai lyginami naudojant tikslią srovės lyginamąjį įrenginį arba CT analizatorių. Skirtumas lemia santykio paklaidą ir fazės poslinkį. Nors šis metodas yra labai tikslus, jam reikalingas didelis srovės šaltinis ir kontroliuojama matavimo aplinka.
Alternatyvūs metodai vietoje
Alternatyvus metodas nustato KT paklaidą, matuojant posūkių korekcijos koeficientą ir įmagnetinimo varžą. Įmagnetinimo varžos matavimas iš esmės prilygsta žadinimo srovės metodui, kuriam nereikia didelių srovės šaltinių. Procesui reikia tik impedanso matavimo prietaiso ir milivoltmetro, todėl KT klaidų matavimas vietoje yra praktiškas. Kitas naujas metodas yra aktyvus kalibravimas vietoje, naudojant foninės srovės panaikinimą ir vardinės srovės įpurškimą, kuris gali išmatuoti nuo 1% iki 120% vardinės srovės paklaidas nenutraukiant maitinimo.
Tikslumo klasės ir priėmimo kriterijai
Matuojant CT, 0,2 klasė reikalauja santykio paklaidos Mažesnė arba lygi ±0,5%, o fazės paklaida - mažesnė arba lygi ±30 minučių. Apsaugos CT sudėtinė paklaida ties vardinio tikslumo ribine pirmine srove neturi viršyti 10 % 5P klasės prietaisams. 10 % paklaidos kreivė nustato didžiausią leistiną antrinę naštą įvairiems tikslumo ribiniams veiksniams, užtikrindama, kad KT neprisotintų gedimo sąlygomis.
Praktiniai svarstymai
Tikslumo patikrinimai turi būti atliekami pradedant eksploatuoti ir periodiškai po to. Antrinė apkrova neturi viršyti vardinės VA, kad būtų išlaikytas nurodytas tikslumas. Harmonikų turtingos apkrovos gali pabloginti tikslumą, nes padidėjęs bangos formos iškraipymas padidina santykio ir fazių paklaidas. Šiuolaikinės skaitmeninės kalibravimo sistemos, naudojant banglečių transformacijas ir temperatūros kompensavimo algoritmus, gali žymiai sumažinti matavimo paklaidą nuo 0,5 iki 0,2 klasės, o klaidų gerinimo rodikliai siekia 62,3% iki 79,1%.
Kaip patikrinti srovės transformatoriaus izoliaciją?
Izoliacijos bandymas yra pagrindinė srovės transformatorių diagnostikos procedūra, nes izoliacijos gedimas gali sukelti trumpąjį jungimą, žaibą ir katastrofišką įrangos pažeidimą. Izoliacijos varžos bandymas matuoja izoliacijos kokybę tarp įvairių CT dalių ir paprastai atliekamas naudojant megaohmetrą (meggerį).
Bandymo sąranka ir procedūra
Prieš pradėdami, atjunkite visus CT antrinius laidus ir antrinį įžeminimą. Bandymas apima izoliacijos varžos matavimą tarp trijų porų: pirminės į žemę, pirminės iki antrinės ir antrinės su įžeminimu. Pirminio ir antrinio ryšio bandymams, atsižvelgiant į CT įtampos klasę, turėtų pakakti 2,5 kV arba 5 kV meggerio. Mažiausia priimtina vertė apskaičiuojama kaip (kV + 1) MΩ – pavyzdžiui, 11 kV CT turi rodyti 12 MΩ arba daugiau. Atliekant antrinio įžeminimo ir šerdies iki šerdies bandymus, galima naudoti 500 V arba 1 kV meggerį, kurio mažiausia priimtina vertė yra 1 MΩ. Šie bandymai turėtų būti kartojami su kiekviena antrine šerdimi.
Rezultatų interpretavimas
Mažas izoliacijos atsparumas rodo drėgmės patekimą, užteršimą arba izoliacijos pablogėjimą. Žymiai mažesnis už apskaičiuotą minimumą rodo, kad KT nėra saugus naudoti, todėl jį reikia išdžiovinti, išvalyti arba pakeisti. Laikui bėgant kintančios izoliacijos varžos vertės suteikia vertingų duomenų nuspėjamai priežiūrai – laipsniškas mažėjimas rodo izoliacijos senėjimą, kuris ilgainiui gali sugesti.
Papildomi izoliacijos testai
Be IR bandymo, išsamesnis izoliacijos įvertinimas apima dielektrinių nuostolių (įdegio delta) bandymą ir dalinės iškrovos matavimą. 35 kV ir aukštesnės įtampos įrangos įdegio delta turėtų būti mažesnė arba lygi 2,0%. Atliekant maitinimo dažnio atsparumo bandymus, vieną minutę taikoma 1,5 karto vardinė įtampa, o 110 kV ir aukštesnės įtampos įrangos dalinis iškrovimas turi būti mažesnis arba lygus 50 pC.
Dažnis ir standartai
Remiantis IEEE C57.13.1 ir FIST gairėmis, izoliacijos varžos bandymai turi būti atliekami pradedant eksploatuoti, po esminių laidų modifikacijų ir bent kas 10 metų normalios eksploatacijos metu. Atšiauriose aplinkose, tokiose kaip pakrantės ar cheminės zonos, bandymų intervalai turėtų būti sutrumpinti – aptikus bet kokį alyvos nuotėkį alyva užpildytuose KT turėtų būti nedelsiant atliekami bandymai ir planuojamas pakeitimas.
Kaip patikrinti srovės transformatoriaus poliškumą?
Poliškumo tikrinimas yra kritinė lauko procedūra, kuri patikrina teisingą ryšį tarp srovės transformatoriaus pirminės ir antrinės apvijos. Dėl neteisingo poliškumo apsauginės relės gali veikti netinkamai, o tai gali sukelti nereikalingą suveikimą arba nesugebėjimą išjungti gedimų metu. Bandymas patvirtina, kad CT poliškumo žymės (paprastai P1/P2 pirminėje ir S1/S2 antrinėje) tiksliai atspindi momentinę srovės tekėjimo kryptį.
Nuolatinės srovės įpurškimo smūgio metodas
Labiausiai paplitęs lauko metodas naudoja nuolatinės srovės elementą (1,5 V arba 3 V) ir miliampermetrą arba AVO matuoklį, nustatytą mA diapazone. Procedūra yra tokia: trumpam prijunkite teigiamą elemento gnybtą prie pirminės apvijos P1 gnybto, stebėdami skaitiklį, prijungtą per antrinius gnybtus. Teigiamas nuokrypis (pagal laikrodžio rodyklę) rodo, kad S1 yra teigiamas, kai P1 yra teigiamas. Kai elementas yra atjungtas, matuoklis turi rodyti neigiamą (prieš laikrodžio rodyklę) nuokrypį, patvirtinantį teisingą poliškumą.
Svarbios atsargumo priemonės
Prieš atliekant bandymą, pirminė turi būti visiškai iškrauta. Akumuliatoriaus negalima jungti prie pagrindinio maitinimo laido ilgą laiką, nes tai gali įkaisti ir sugadinti. Kelių branduolių CT kitose netestuojamose šerdyse turėtų būti trumpasis jungimas. Bandymas turi būti kartojamas su visomis šerdimis, kad būtų užtikrintas visiškas patikrinimas.
Alternatyvūs metodai
Automatiniai bandymų rinkiniai vis dažniau naudojami poliškumo tikrinimui. Šie prietaisai įveda žinomą signalą ir automatiškai nustato poliškumą pagal išmatuotą atsaką, sumažindami žmogiškąsias klaidas ir pagreitindami testavimo procesą. Nuolatinės srovės įpurškimo smūgio metodas išlieka plačiai naudojamas šioje srityje dėl savo paprastumo ir mažos kainos, reikalaujantis tik pagrindinių instrumentų.
Poliškumo žymėjimo patikrinimas
Be elektrinio bandymo, CT vardinėje plokštelėje ir gnybtų dėžutėje turi būti vizualiai patikrintos poliškumo žymos. Neteisingi arba trūkstami ženklai gali sukelti laidų klaidas montavimo metu. Bandymas turi būti atliktas pradedant eksploatuoti, po bet kokio perjungimo ir kai įtariama netinkamai veikianti apsauginė relė. IEEE C57.13.1 konkrečiai apima poliškumo patikrinimą kaip vieną iš esminių CT perdavimo lauko bandymų. Tinkamas poliškumas yra esminis diferencinės apsaugos schemų, kryptinių relių ir galios matavimo pagrindas – vienas atvirkštinis CT gali pakenkti visai apsaugos sistemai.
Kaip atlikti srovės transformatoriaus santykio testą?
Santykio testas patikrina, ar srovės transformatorius sukuria tinkamą antrinę srovę tam tikrai pirminei srovei, patvirtindamas, kad tikrasis posūkių santykis atitinka vardinėje plokštelėje nurodytą nominalą. Neteisingas santykis sukelia matavimo klaidas ir gali sukelti netinkamą apsaugos relės koordinavimą. Šis bandymas yra būtinas pradedant eksploatuoti, sujungus laidus ir įtarus matavimų neatitikimus.
Pirminis injekcijos metodas
Pats tiesioginis metodas apima žinomos srovės įpurškimą į pirminę apviją ir susidariusios antrinės srovės matavimą. Pirminei srovei tiekti naudojamas didelės srovės bandymo rinkinys, kurio vertė yra artima vardinei pirminei srovei, kad būtų užtikrintas geriausias tikslumas. Išmatuota antrinė srovė lyginama su numatoma verte, apskaičiuota pagal vardinės lentelės santykį. Pvz., 200:5 CT antrinėje turėtų gaminti tiksliai 5 A, kai per pirminį teka 200 A. Bet koks nuokrypis, viršijantis nurodytą tikslumo klasę, rodo problemą.
Antrinis injekcijos metodas
Kai pirminis įpurškimas yra nepraktiškas (dėl didelių srovės reikalavimų), galima naudoti antrinį įpurškimą. Antrinei apvijai taikoma žinoma įtampa, o pirminė paliekama atvira. Indukuota įtampa pirminiuose gnybtuose matuojama kartu su žadinimo srove, apskaičiuojamas posūkių pataisos koeficientas ir santykis. Šis metodas reikalauja tik impedanso matavimo prietaiso ir milivoltmetro, todėl nereikia didelio srovės šaltinio.
Santykio patikrinimas naudojant CT analizatorių
Šiuolaikiniai CT analizatoriai automatizuoja santykio testą, atlikdami daugybę matavimų, įskaitant apvijų varžą, sužadinimo charakteristikas ir santykio patikrinimą. Prietaisas apskaičiuoja tikrąjį santykį ir palygina jį su vardinėje plokštelėje nurodyta verte. 10 % paklaidos kreivė taip pat gali būti sugeneruota siekiant patikrinti, ar sudėtinė paklaida neviršija priimtinų ribų visame veikimo diapazone.
Priėmimo kriterijai ir dokumentacija
Matuojant CT santykio paklaida turi būti tikslumo klasės ribose – paprastai ±0,5 % 0,2 klasei arba ±1,0 % 0,5 klasei. Apsaugos CT sudėtinė paklaida ties tikslumo ribiniu koeficientu neturi viršyti 5 % arba 10 %, priklausomai nuo klasės. Norint nustatyti tendencijas, rezultatai turėtų būti registruojami ir lyginami su ankstesniais bandymais.
Kaip pašalinti srovės transformatoriaus triktis?
Srovės transformatoriaus trikčių šalinimas apima sistemingą nenormalaus elgesio priežasties nustatymą, nesvarbu, ar tai pasireiškia neteisingais rodmenimis, perkaitimu, neįprastu triukšmu ar visišku gedimu. Struktūrinis požiūris užtikrina, kad problemos būtų tiksliai diagnozuojamos ir saugiai išspręstos.
1 veiksmas: vizualinis patikrinimas
Pradėkite nuo išsamaus vizualinio patikrinimo. Patikrinkite, ar nepažeistas CT korpusas, ar nėra įtrūkusių ar nuskilusių įvorių, ar nėra perkaitimo požymių (pakeitimo spalva, degimo kvapo), alyvos pripildytuose įrenginiuose nėra alyvos nuotėkio ir laisvų ar korozinių jungčių. Jei naudojate padalinto branduolio CT, patikrinkite, ar šerdies sujungimo paviršiuose nėra nuolaužų ar tarpų, kurie padidina magnetinį pasipriešinimą.
2 veiksmas: elektriniai matavimai
Išmatuokite antrinės grandinės varžą naudodami multimetrą, kad aptiktumėte atsilaisvinusius gnybtus arba nutrūkusius laidus. Atvira antrinė grandinė gali sukelti pavojingai aukštą įtampą, todėl ją reikia nedelsiant pašalinti. Patikrinkite izoliacijos varžą, kad išvengtumėte drėgmės patekimo ar izoliacijos pablogėjimo. Palyginkite išmatuotą santykį su vardine plokštele, kad patikrintumėte tikslumą.
3 veiksmas: signalo analizė
Patikrinkite, ar CT išvesties signale nėra iškraipymų, triukšmo ar netaisyklingų svyravimų. Signalo trukdžiai, laisvos sąsajos ir svyruojantys matavimo duomenys yra vienos dažniausiai pasitaikančių problemų, su kuriomis susiduriama darbo metu. Harmonikos, ypač 3-ioji harmonika, viršijanti 15 % pagrindinio, gali rodyti šerdies sodrumą.
4 veiksmas: naštos ir apkrovos įvertinimas
Apskaičiuokite bendrą antrinę apkrovą (kabelio varža ir prijungto įrenginio varža) ir palyginkite ją su vardine VA. Per didelė apkrova stumia CT šerdį link prisotinimo, padidindama sužadinimo srovę ir bendrą paklaidą. Pernelyg apkrautas CT gedimų metu gali būti prisotintas, sukeldamas netinkamą relės veikimą.
5 veiksmas: pagrindinės priežasties analizė
Remdamiesi simptomais ir matavimais, nustatykite pagrindinę priežastį. Dažniausios priežastys yra laisvos jungtys, izoliacijos pablogėjimas, šerdies prisotinimas, harmoniniai iškraipymai, neteisingi laidai arba fiziniai pažeidimai. Dokumentuokite visus radinius ir atlikite taisomuosius veiksmus, pradedant gnybtų priveržimu ir baigiant visišku KT pakeitimu.
Kokios yra dažniausios srovės transformatorių problemos?
Srovės transformatoriai, nors ir tvirti ir patikimi, susiduria su keliomis pasikartojančiomis problemomis, naudojamomis lauko sąlygomis. Suprasdami šias įprastas problemas, galėsite aktyviai prižiūrėti ir greičiau išspręsti iškilus problemoms.
Antrinės grandinės atviroji grandinė
Tai vienas pavojingiausių KT gedimų. Kai antrinė grandinė atsidaro dėl atsilaisvinusio gnybto arba nutrūkusio laido, pirminė srovė tampa visiškai magnetizuojančia srove, sukeldama didelį šerdies prisotinimą. Dėl to atviruose gnybtuose susidaro pavojingai aukšta įtampa, kuri gali sugadinti CT apviją, sugadinti prijungtą įrangą ir kelti rimtą pavojų personalo saugai.
Šerdies prisotinimas
Prisotinimas atsiranda, kai pirminė srovė viršija CT tiesinį veikimo diapazoną, todėl šerdis prisisotina, o antrinė srovė iškraipoma. Priežastys yra per didelės gedimų srovės, nuolatinės srovės poslinkis pirminėje srovėje, likęs srautas dėl ankstesnių gedimų ir per didelė antrinės grandinės apkrova. Sotieji CT sukuria labai iškraipytus antrinius signalus, dėl kurių relė sugenda arba nesuveikia.
Izoliacijos pablogėjimas
Ilgalaikis drėgmės, dulkių, temperatūros svyravimų ir viršįtampių poveikis pablogina KT izoliaciją. Tai pasireiškia mažėjančia izoliacijos varža, daliniu iškrovimu ir galiausiai izoliacijos gedimu. Alyva užpildyti CT yra ypač pažeidžiami dėl alyvos nuotėkio, dėl kurio gali atsirasti katastrofiškų gedimų.
Santykio ir fazių klaidos
Laikui bėgant gali atsirasti klaidų dėl apvijų šortų, šerdies degradacijos ar naštos pokyčių. Pernelyg didelė matavimo klaida dažniausiai atsiranda dėl išėjimo varžos neatitikimo, dažnio atsako nesuderinamumo arba ilgo impulso nutrūkimo. Išoriniai veiksniai, tokie kaip harmonikų turtingos apkrovos, taip pat prisideda prie padidėjusių santykio ir fazių klaidų.
Mechaniniai ir montavimo klausimai
Split-core CT yra linkęs į oro tarpo problemas, kai šerdies sutapimo paviršiai nėra tinkamai išvalyti ir išlyginti. Jei tarpas viršija 0,2 mm, santykio paklaida gali sumažėti iki daugiau nei ±1,5%, gerokai viršijant 0,5 klasės reikalavimus. Atsilaisvinusios jungtys, neteisingi laidai ir montavimo kampo nuokrypis taip pat yra dažnos problemos.
Kodėl srovės transformatorius perkaista?
Srovės transformatoriaus perkaitimas yra rimta būklė, galinti sukelti izoliacijos gedimą, apvijų pažeidimus ir visišką KT sunaikinimą. Norint tinkamai gydyti, būtina nustatyti pagrindinę priežastį.
Antrinės grandinės atviroji grandinė
Sunkiausia KT perkaitimo priežastis yra atvira antrinė grandinė. Kai antrinė yra atidaryta, kol teka pirminė srovė, visa pirminė srovė tampa įmagnetinimo srove. Dėl to šerdis smarkiai prisisotina, smarkiai padidindama geležies nuostolius (histerezės ir sūkurinių srovių nuostolius). KT greitai įkaista, todėl izoliacija gali sudeginti arba sunaikinti. Šerdis taip pat gali išlaikyti reikšmingą liekamąjį magnetizmą, nuolat padidindama KT paklaidą.
Perkrova ir per didelė pirminė srovė
Kai pirminė srovė viršija CT vardinę nuolatinę šiluminę srovę, padidėjęs srauto tankis ir vario nuostoliai (I²R) sukuria per daug šilumos. Dėl ilgalaikės perkrovos šerdies srauto tankis pasiekia prisotinimą arba persotinimą, padidina KT klaidas ir sukelia nenormalų temperatūros kilimą. Tai ypač problematiška paskirstymo sistemose, kuriose apkrovos augimas neatitinka KT atnaujinimų.
Pernelyg didelė antrinė našta
Antrinė apkrova, viršijanti vardinę VA, verčia CT gaminti daugiau įtampos, o tai padidina sužadinimo srovę ir šerdies nuostolius. Papildoma galia, išsklaidyta apkrovos grandinėje ir pačiame CT, padidina darbinę temperatūrą. Ši sąlyga dažnai yra paslėpta, nes KT gali išlaikyti gamyklinius bandymus esant mažai apkrovai, bet perkaisti faktiškai dirbant, kai prijungta visa apkrova.
Harmonikos sukelti nuostoliai
Netiesinės apkrovos įveda harmonikas į srovės bangos formą, padidindamos sūkurinės srovės ir histerezės nuostolius šerdyje. Harmoninės srovės gali sukelti vietinį šildymą net tada, kai pagrindinė srovė yra nominalios vertės ribose. 3 harmonika yra ypač problematiška, nes ji padidina srautą taip, kad padidėja nuostoliai.
Izoliacijos pablogėjimas
Dėl susidėvėjusios arba drėgme užterštos izoliacijos sumažėja dielektrinis stiprumas ir padidėja nuotėkio srovė, kuri generuoja šilumą. Laikui bėgant tai sukuria savaime įsibėgėjantį ciklą, kai šiluma dar labiau pablogina izoliaciją ir galiausiai sugenda.
Diagnozė ir gydymo būdai
Infraraudonųjų spindulių šiluminis vaizdas yra veiksmingiausia priemonė aptikti nenormalų temperatūros kilimą – įprastas KT temperatūros kilimas turi būti mažesnis nei 40 K. Jei aptinkamas perkaitimas, nedelsdami patikrinkite, ar antrinės grandinės nėra atviros, išmatuokite antrinę apkrovą ir patikrinkite pirminės srovės lygius. Korekciniai veiksmai apima jungčių priveržimą, naštos mažinimą, aukštesnio įvertinimo CT įrengimą arba sugedusių blokų pakeitimą.
Kodėl srovės transformatorius pateikia neteisingus rodmenis?
Neteisingi srovės transformatoriaus rodmenys gali atsirasti dėl įvairių priežasčių, pradedant montavimo klaidomis ir baigiant įrangos gedimu. Norint atlikti tikslią diagnozę, reikia suprasti ir pačią KT, ir visą matavimo grandinę.
Santykio ir fazių klaidos
Pagrindinis CT matavimo paklaidos šaltinis yra sužadinimo srovė – pirminės srovės dalis, kuri įmagnetina šerdį, o ne transformuojasi į antrinę. Kadangi sužadinimo srovė sunaudoja nedidelę pirminės srovės dalį, antrinė išvestis visada yra šiek tiek mažesnė už idealią vertę. Tai sukelia santykio paklaidą (dydžio paklaidą) ir fazės poslinkį (antrinė srovė nėra tiksliai fazėje su pirmine srove).
Antrinės naštos neatitikimas
Kai prijungta apkrova (kabeliai, skaitikliai, relės) viršija CT vardinę VA, padidėjusi įtampa antrinėje apvijoje ima daugiau sužadinimo srovės, todėl padidėja santykio ir fazių paklaidos. KT, kalibruotas laboratorijoje su trumpais laidais ir maža apkrova, gali rodyti reikšmingas klaidas lauke, kai yra prijungta faktinė apkrova.
Harmoninis iškraipymas
Netiesinės apkrovos, tokios kaip kintamo dažnio pavaros, keitikliai ir elektroniniai balastai, įpurškia harmonikų, kurios iškreipia srovės bangos formą. Sinusoidiniam veikimui suprojektuoti CT patiria didesnes paklaidas esant harmoninėms turtingoms srovėms. Eksperimentinis įvertinimas parodė, kad nors CT tikslumas yra didelis beveik sinusoidinėmis sąlygomis, jis blogėja didėjant bangos formos iškraipymui ir apkrovos srovei. Didesnis harmonikų kiekis padidina THD ir sukelia fazių poslinkį tarp pirminės ir antrinės srovės.
Šerdies prisotinimas
Kai CT šerdis prisisotina – ar dėl gedimo srovės, nuolatinės srovės poslinkio ar likusio srauto – antrinės srovės bangos forma labai iškraipoma. Neigiamas pusciklas gali būti nukirptas arba visiškai pašalintas, todėl matavimo prietaisas registruoja neteisingas RMS reikšmes. Dėl prisotinimo taip pat susidaro nuolatinės srovės komponentas antrinėje dalyje, kuris gali paveikti prijungtus instrumentus.
Diegimo ir prijungimo problemos
Neteisingas poliškumas, atvirkštinis antrinis laidas arba netinkamas įžeminimas gali sukelti neteisingus rodmenis. Padalytų branduolių CT netinkamai suderintas arba užterštas šerdies paviršius sukuria efektyvų oro tarpą, kuris drastiškai padidina įmagnetinimo srovę ir paklaidą. Neteisingas montavimo kampas gali sukelti magnetinės grandinės asimetriją.
Liekamasis magnetizmas
Po didelio gedimo KT šerdis gali išlaikyti liekamąjį magnetizmą (remanenciją). Tai perkelia veikimo tašką BH kreivėje, efektyviai sumažindama esamą srauto svyravimą ir padidindama paklaidą. Norint atkurti normalų tikslumą, reikalingas išmagnetinimas.
Kodėl srovės transformatorius tampa prisotintas?
Prisotinimas atsiranda, kai magnetinio srauto tankis CT šerdyje viršija medžiagos prisotinimo ribą, todėl šerdis praranda gebėjimą tiesiškai transformuoti srovę. Kai antrinė srovė yra prisotinta, ji nebeišlaiko proporcingo ryšio su pirmine srove, todėl atsiranda didelių bangos formos iškraipymų ir matavimo klaidų.
Pirminė viršsrovė ir gedimų srovės
Dažniausia prisotinimo priežastis yra pirminė srovė, viršijanti CT vardinį tikslumo ribinį koeficientą. Trumpojo jungimo metu gedimo srovė gali siekti 10–20 kartų ar daugiau vardinės srovės. Nors CT gali būti suprojektuotas taip, kad atlaikytų šias sroves termiškai, šerdis gali prisotinti magnetiniu būdu. Srovės transformatoriai paprastai suprojektuoti taip, kad neviršytų 20 kartų vardinės srovės neviršijant 10 % sudėtinės paklaidos, tačiau vis tiek gali atsirasti prisotinimas, jei gedimo srovėje yra daug kintamosios arba nuolatinės srovės komponentų.
Nuolatinės srovės poslinkis gedimų srovėse
Gedimų srovėse dažnai yra nykstantis nuolatinės srovės komponentas, ypač kai gedimas atsiranda netoli įtampos nulio kirtimo. Šis nuolatinės srovės poslinkis nukreipia pagrindinį srautą viena kryptimi, sumažindamas galimą srauto svyravimą ta kryptimi ir sukeldamas ankstyvą prisotinimą. Sunkumas priklauso nuo sistemos X/R santykio ir gedimo pradžios taško ant bangos.
Likutinis srautas
Pašalinus pirminę srovę, geležies šerdies CT gali išlaikyti didelį magnetinio srauto tankį. Šis likęs srautas pakreipia BH kreivės veikimo tašką, todėl net vidutinės srovės gali prisotinti šerdį. Remanencija yra ypač aktuali pašalinus gedimus ir prieš išmagnetinant KT.
Pernelyg didelė antrinė našta
Didesnė apkrova padidina įtampą, kurią turi sukurti CT. Tai stumia CT šerdį link prisotinimo, padidindama reikalingą sužadinimo srovę. 10 % paklaidos kreivė apibrėžia didžiausią leistiną antrinę naštą įvairiems tikslumo ribiniams veiksniams, kad sudėtinė paklaida neviršytų ribų.
Prevencija ir švelninimas
CT prisotinimo prevencijos strategijos apima šerdies dydžio didinimą, didesnio tikslumo ribinio koeficiento CT naudojimą, antrinės naštos mažinimą, trumpalaikio veikimo (TPY klasės) CT taikymą programoms, turinčioms didelę išliekamumo riziką, oro tarpo šerdies naudojimą linijavimui ir anti-liekanumo priemonių taikymą. Aptikimo metodai naudoja signalo apdorojimo būdus, kad nustatytų prisotinimo intervalą ir rekonstruotų dabartinį signalą per sočiųjų periodų.
Kaip išlaikyti srovės transformatorių?
Reguliari techninė priežiūra yra būtina norint užtikrinti, kad srovės transformatoriai veiktų tiksliai ir patikimai per visą savo tarnavimo laiką. Struktūrinė techninės priežiūros programa apjungia vizualias patikras, elektrinius bandymus ir būklės stebėjimą, kad būtų aptiktos problemos, kol jos nesukels gedimų.
Reguliarūs vizualiniai patikrinimai
Kas mėnesį arba kas ketvirtį atliekant vizualinius patikrinimus, reikia patikrinti KT išorę, ar nėra fizinių pažeidimų, įtrūkimų, spalvos pakitimo ir perkaitimo požymių. Jei naudojate alyva užpildytus CT, patikrinkite, ar nėra alyvos nuotėkio ir patikrinkite alyvos lygį. Patikrinkite gnybtų jungčių sandarumą ir koroziją. Jei naudojate padalytų branduolių CT, patikrinkite, ar šerdies sutapimo paviršiai yra švarūs ir tinkamai išlyginti. Reguliariai nuvalykite CT paviršių, kad dulkės ir užteršimas nepakenktų izoliacijos veikimui.
Infraraudonųjų spindulių termografija
Infraraudonųjų spindulių terminis vaizdavimas yra veiksminga neinvazinė diagnostikos priemonė, skirta aptikti nenormalų temperatūros kilimą. Įprastas KT temperatūros kilimas turi būti mažesnis nei 40 K. Nuskaitymas turi būti atliekamas kasmet arba dažniau kritiniuose įrenginiuose. Temperatūrų palyginimas tarp panašių CT ir temperatūros tendencijų per tam tikrą laiką padeda nustatyti besivystančias problemas.
Elektriniai bandymai
Periodiniai elektros bandymai sudaro KT priežiūros pagrindą. Izoliacijos atsparumo bandymai patikrina izoliacijos vientisumą ir aptinka drėgmės patekimą. Santykio ir poliškumo testai patvirtina tikslumą ir teisingą laidų sujungimą. Sužadinimo testai įvertina pagrindines sveikatos ir prisotinimo charakteristikas. Antrinės apvijos varžos matavimai nustato atsilaisvinusias jungtis ir laidininko pablogėjimą. Remiantis FIST gairėmis, šie bandymai turėtų būti atliekami pradedant eksploatuoti, po esminių laidų pakeitimų ir kas 10 metų įprastos eksploatacijos metu.
Naštos patikrinimas
Bendra antrinė apkrova turi būti išmatuota ir palyginta su vardine VA. Laikui bėgant į antrinę grandinę gali būti pridedami papildomi įrenginiai, padidinantys naštą, viršijančią CT vardinę vertę, ir sukeldami prisotinimą gedimų metu. Periodiškas naštos patikrinimas užtikrina, kad ši paslėpta problema būtų aptikta anksti.
Aplinkos apsauga
Atšiaurioje aplinkoje – pakrantės zonose, chemijos gamyklose, didelės drėgmės vietose – KT reikia papildomos apsaugos. Sandarinimo mišiniai, drėgmės barjerai ir reguliarus valymas padeda prailginti tarnavimo laiką. Alyvos nuotėkis alyva užpildytuose KT turėtų nedelsiant atlikti bandymus ir planuoti pakeitimą.
Kaip dažnai reikia tikrinti srovės transformatorių?
Srovės transformatorių tikrinimo dažnis priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant įrengimo kritiškumą, aplinkos sąlygas, gamintojo rekomendacijas ir taikomus standartus. Rizika pagrįstas metodas subalansuoja bandymų išlaidas ir nesėkmės pasekmes.
Paleidimas ir patikrinimas po darbo
Pradėjus eksploatuoti, visi CT turi būti kruopščiai išbandyti. Bandymai apima izoliacijos varžą, poliškumą, santykio patikrinimą, apvijų varžą, sužadinimo charakteristikas ir apkrovos matavimą. Po bet kokių esminių laidų modifikacijų ar antrinių grandinių trikdžių, paveikti CT turi būti iš naujo išbandyti, kad būtų patikrintas vientisumas.
Reguliarus periodinis testavimas
Įprastomis eksploatavimo sąlygomis įprastiniai izoliacijos atsparumo bandymų ir sužadinimo bandymų bandymų intervalai paprastai yra 10 metų. FIST techninės priežiūros tvarkaraštis rekomenduoja kas 10 metų atlikti sužadinimo ir izoliacijos varžos bandymus įprastos eksploatacijos įrenginiuose. Tačiau CT, kurie yra išoriškai stebimi naudojant nepriklausomus prietaisų transformatorius, gali nereikalauti periodinės priežiūros.
Pagreitinto testavimo tvarkaraščiai
Tam tikromis sąlygomis būtina atlikti dažnesnius bandymus. Naudojant KT atšiaurioje aplinkoje – didelės drėgmės, druskos purškimo, cheminio poveikio ar didelio harmoninio iškraipymo – bandymų intervalai turėtų būti sutrumpinti iki 5 metų ar mažiau. Alyva užpildyti CT turi būti kasmet vizualiai tikrinami, ar nėra sandarumo ir įvorės būklės. Įrenginiuose, kuriuose CT yra labai svarbus apsaugos schemoms, gali būti pateisinamas kasmetinis arba dvejų metų bandymas.
Būklė pagrįstas testavimas
Tendencija prie techninės būklės pagrįstos priežiūros naudoja nuolatinį arba periodinį stebėjimą, kad nustatytų, kada iš tikrųjų reikia atlikti bandymus. Internetiniais kalibravimo metodais galima įvertinti CT tikslumą nenutrūkstant maitinimui, išmatuojant paklaidas nuo 1% iki 120% vardinės srovės. Infraraudonųjų spindulių termografija yra paprastas, ekonomiškas atrankos įrankis, kurį galima atlikti kas mėnesį arba kas ketvirtį minimaliomis sąnaudomis.
Reguliavimo ir standartų reikalavimai
IEEE C57.13.1 ir IEC 60044-1 pateikia techninę KT testavimo sistemą, o vietiniai reglamentai (pvz., DL/T 596 Kinijoje) nustato privalomus bandymų intervalus. Šių standartų laikymasis užtikrina ir saugumą, ir matavimo tikslumą.
Kas sukelia srovės transformatoriaus matavimo klaidas?
Srovės transformatoriaus matavimo paklaidos kyla iš kelių šaltinių, tiek vidinių CT projektavimo, tiek išorinių jo veikimo aplinkos. Šių priežasčių supratimas yra būtinas renkantis tinkamus KT, projektuojant matavimo sistemas ir interpretuojant matavimo rezultatus.
Sužadinimo srovė – pagrindinis klaidų šaltinis
Visi elektromagnetiniai CT turi būdingą paklaidą, kurią sukelia sužadinimo srovė. Pirminė srovė skyla į du komponentus: antrinę srovę ir žadinimo srovę, kuri įmagnetina šerdį. Kadangi sužadinimo srovė antriniame išėjime neatsiranda, antrinė srovė visada yra šiek tiek mažesnė už idealią vertę. Tai sukuria santykio paklaidą (dydžių skirtumą) ir fazių poslinkį (laiko skirtumą tarp pirminės ir antrinės srovės nulinio kirtimo).
Apkrovos poveikis
Antrinė našta tiesiogiai veikia KT paklaidą. Didesnė apkrovos varža reikalauja didesnės antrinės įtampos, kuri savo ruožtu sunaudoja daugiau sužadinimo srovės, padidindama santykio ir fazių paklaidas. CT tikslumas paprastai nurodomas esant tam tikrai naštai; veikimas esant skirtingam krūviui keičia klaidos charakteristikas. Laikui bėgant, papildomi įtaisai, pridedami prie antrinės grandinės, gali išstumti naštą virš vardinės VA, o tai sumažina tikslumą.
Dažnis ir harmoniniai efektai
CT yra skirti tam tikram dažnių diapazonui, paprastai 50 arba 60 Hz. Veikimas nenurodytais dažniais keičia šerdies varžą ir klaidų charakteristikas. Ypač problemiškos yra netiesinių apkrovų sukeltos harmonikų srovės – eksperimentiniai tyrimai parodė, kad KT tikslumas blogėja didėjant bangos formos iškraipymui, o esant didesniam harmonikų kiekiui atsiranda didesnis santykis ir fazių paklaidos. Nuolatinis RMS reikšmių susilpnėjimas netiesinėmis sąlygomis lemia nepakankamą faktinių srovės dydžių įvertinimą.
Temperatūros poveikis
Temperatūros pokyčiai turi įtakos apvijų varžai ir šerdies magnetinėms savybėms, sukeldami klaidų dreifus. Aukšta temperatūra padidina apvijų varžą, o tai keičia apkrovos ir klaidų charakteristikas. Šiuolaikinės skaitmeninės kalibravimo sistemos apima temperatūros kompensavimo algoritmus, kurie gali sumažinti paklaidą nuo 0,5 iki 0,2 klasės ir pasiekti 24,8 dB temperatūros dreifo slopinimo koeficientą.
Su diegimu susijusios klaidos
Įrengimo problemos, tokios kaip neteisingas poliškumas, prastas branduolių sujungimas suskaidytuose CT ir elektromagnetiniai trukdžiai iš netoliese esančių laidininkų, sukelia klaidas. Padalytų branduolių KT, kurio oro tarpas didesnis nei 0,2 mm, santykio paklaida gali būti sumažinta iki daugiau nei ±1,5%, gerokai viršijanti 0,5 klasės ribas.
Kaip pagerinti srovės transformatoriaus matavimo tikslumą?
KT matavimo tikslumo gerinimas apima tinkamo pasirinkimo, kruopštaus montavimo, reguliaraus kalibravimo ir pažangių kompensavimo metodų taikymo derinį. Kiekvienas metodas sprendžia skirtingus klaidos problemos aspektus.
Tinkamas pasirinkimas ir dydis
Labai svarbu pasirinkti KT su atitinkama tikslumo klase. Matavimo programoms paprastai reikia 0,2 arba 0,5 klasės CT, o apsaugos programos naudoja 5P arba 10P klases. Pasirinkus CT, turintį pakankamą VA vertę ir pirminę srovę, artimą numatomai darbinei srovei, užtikrinama, kad CT veiks tiesiškiausioje srityje. Padidinus CT (naudojant daug didesnį pirminį įvertinimą, nei reikia) sumažėja tikslumas esant mažoms srovėms, nes šerdis veikia esant mažam srauto lygiui.
Naštos valdymas
Labai svarbu išlaikyti antrinę naštą vardinėje VA ribose. Naudokite mažos varžos laidus, sumažinkite kabelio ilgį ir pasirinkite prijungtus įrenginius su didele įvesties varža. Reguliariai tikrinkite antrinę grandinę, kad įsitikintumėte, jog nėra pridėta papildomų įrenginių, kurie padidina naštą, viršijančią įvertinimą. 10 % paklaidos kreivė gali būti naudojama siekiant nustatyti didžiausią leistiną tam tikro tikslumo ribinio koeficiento naštą.
Kalibravimas ir kompensavimas
Reguliarus kalibravimas pagal standartinį KT užtikrina, kad klaidos yra žinomos ir jas galima kompensuoti. Šiuolaikinės skaitmeninės kalibravimo sistemos naudoja pažangius algoritmus, įskaitant bangelių transformacijos triukšmo filtravimą, temperatūros kompensavimą ir fazių korekciją. Šios sistemos įrodė gebėjimą sumažinti visapusišką matavimo paklaidą nuo 0,5 iki 0,2, o klaidų gerinimo koeficientas yra 62,3% iki 79,1%. SVM pagrįsti fazių klaidų taisymo metodai gali labai tiksliai ir stabiliai numatyti ir ištaisyti fazių klaidas, kurias sukelia sužadinimo srovė.
Harmoninė kompensacija
Įrenginiams su dideliu harmoniniu iškraipymu, harmoninių kompensavimo metodų taikymas padidina tikslumą. Klaidų aptikimas realiuoju laiku kartu su harmoninių kompensavimo algoritmais ir AI pagrįstu nuspėjamuoju modeliavimu gali padidinti KT patikimumą iškraipymų turinčiuose energijos tinkluose.
Diegimo geriausia praktika
Užtikrinkite teisingą poliškumą, tinkamą įžeminimą tik viename taške, švarius branduolių sujungimo paviršius, skirtus padalytų gyslų CT, ir minimalius elektromagnetinius trikdžius iš netoliese esančių laidininkų. Esant kritinėms reikmėms, apsvarstykite galimybę naudoti su matavimo apsauga integruotus CT, pagrįstus hibridinėmis šerdimis ir magnetinio lauko jutikliais, kurie vienu metu gali atitikti matavimo ir apsaugos tikslumo reikalavimus.
Kada reikia pakeisti srovės transformatorių?
Norint nustatyti tinkamą srovės transformatoriaus keitimo laiką, reikia subalansuoti veikimo pablogėjimą, saugos riziką, ekonominius veiksnius ir veikimo kritiškumą. Per anksti pakeičiant iššvaistomus išteklius; pakeitus per vėlai, gali kilti įrangos gedimų, matavimo netikslumo ir pavojų saugai.
Pakeitimo pagal amžių kriterijai
Numatomas srovės transformatoriaus su maža gedimo tikimybe naudingo tarnavimo laikas yra maždaug 40 metų. Pagal amžių pagrįstos pakeitimo programos paprastai tai naudoja kaip nominalią slenkstį, tačiau priimant sprendimus dėl pakeitimo reikia atsižvelgti į konkrečias veikimo sąlygas. KT atšiaurioje aplinkoje arba dažnai veikiant per didelės srovės reiškiniams gali pasibaigti daug anksčiau.
Veikimo pablogėjimo veiksniai
CT turėtų būti pakeistas, kai jo tikslumas pablogėjo už priimtinas taikymo ribas ir jo negalima atkurti kalibruojant ar taisant. Matavimo CT, kai santykio paklaida viršija klasės ribą (±0,5% 0,2 klasei, ±1,0% 0,5 klasei), nepaisant tinkamo apkrovos ir įrengimo, nurodomas pakeitimas. Izoliacijos varža, nukritusi žemiau minimalios leistinos vertės arba rodo nuolatinę mažėjimo tendenciją, rodo izoliacijos pablogėjimą, kurį reikia pakeisti.
Saugumui svarbios sąlygos
Tam tikros sąlygos reikalauja nedelsiant pakeisti. Alyvos nutekėjimas alyva užpildytuose KT turėtų nedelsiant atlikti bandymus ir planuoti pakeitimą, nes šie įrenginiai gali katastrofiškai sugesti. Dėl fizinių pažeidimų, pvz., įtrūkusių ar nuskilusių įvorių, išsipūtusių korpusų arba vidinio lanko požymių, reikia nedelsiant pakeisti. KT, kuriame buvo rimtas gedimas ir galimas šerdies pažeidimas arba liekamasis magnetizmas, turėtų būti įvertintas ir greičiausiai pakeistas, nes išmagnetinimas gali neatstatyti iki galo tikslumo.
CT gali reikėti pakeisti, kai sistemos pakeitimams reikalingi skirtingi įvertinimai. Apkrovos augimas, viršijantis nuolatinį CT šiluminį įvertinimą, naujų apsauginių įtaisų, kurie padidina naštą, viršijančią CT VA reitingą, pridėjimas arba sistemos gedimų lygio pokyčiai, viršijantys CT tikslumo ribinį koeficientą, yra dažni atnaujinimo pakeitimo veiksniai.
Būklės stebėjimas ir rizikos vertinimas
Praktinis metodas naudoja būklės stebėjimo duomenis, terminį vaizdą ir periodinį testavimą, kad KT būtų suskirstyti į kategorijas: geras (ne kritinis), vidutinis ir blogas (labai kritinis). Pakeitimo prioritetas priskiriamas remiantis šia klasifikacija ir aptarnaujamos grandinės kritiškumu. Kritinės apsaugos grandinėse esantys CT turėtų būti pakeisti, kai atsiranda pirmieji gedimo požymiai, o nekritinės matavimo CT gali ir toliau veikti su dažnesniu stebėjimu.