Przekładniki pomiarowe prądu i napięcia — projekty, charakterystyki techniczne

Przekładniki prądowe i napięciowe przyrządów przeznaczone są do redukcji prądów i napięć pierwotnych do wartości najbardziej dogodnych do podłączenia przyrządów pomiarowych, przekaźników ochronnych i urządzeń automatyki. Zastosowanie przekładników pomiarowych zapewnia bezpieczeństwo pracowników, ponieważ odseparowane są obwody wysokiego i niskiego napięcia, a także pozwala na ujednolicenie konstrukcji urządzeń i przekaźników.

Przekładniki prądowe są klasyfikowane:

• z założenia — tuleja, wbudowana, przelotowa, podpora, szyna, zdejmowana;

• rodzaj instalacji — zewnętrzna, dla urządzeń rozdzielczych zamkniętych i kompletnych;

• liczba stopni transformacji — jednostopniowa i kaskadowa;

• współczynniki transformacji — o jednej lub kilku wartościach;

• liczba i przeznaczenie uzwojeń wtórnych.

Oznaczenia literowe:

• T — przekładnik prądowy;

• F — z izolacją porcelanową;

• H — montaż zewnętrzny;

• K — kaskada, z izolacją kondensatora lub cewką;

• P — punkt kontrolny;

• O — pręt jednoobrotowy;

• Ш — autobus jednoobrotowy;

• B-izolowane powietrzem, wbudowane lub chłodzone wodą;

• L — z izolacją odlewaną;

• M-wypełnione olejem, ulepszone lub małe;

• P — do ochrony przekaźnika;

• D — dla zabezpieczenia różnicowego;

• H — do ochrony przed zwarciami doziemnymi.

Charakterystyki techniczne przekładników prądowych

Znamionowy prąd pierwotny i wtórny przekładników prądowych

Przekładniki prądowe charakteryzują się znamionowym prądem pierwotnym Inom1 (standardowa skala znamionowych prądów pierwotnych zawiera wartości od 1 do 40 000 A) oraz znamionowym prądem wtórnym Inom2, który przyjmuje się jako 5 lub 1 A. Przekładnia znamionowego prądu pierwotnego do znamionowego prądu wtórnego jest współczynnik transformacji KTA = Inom1 / Inom2

Przekładniki prądowe zwarciowe

Przekładniki prądowe charakteryzują się błędem prądowym ∆I = (I2K-I1) * 100 / I1 (w procentach) oraz błędem kątowym (w minutach). W zależności od błędu prądowego pomiarowe przekładniki prądowe dzielą się na pięć klas dokładności: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Nazwa klasy dokładności odpowiada granicznemu błędowi prądowemu przekładnika prądowego przy prądzie pierwotnym równym 1-1,2 prądu znamionowego. Do pomiarów laboratoryjnych przeznaczone są przekładniki prądowe o klasie dokładności 0,2, do podłączenia liczników energii elektrycznej - przekładniki prądowe klasy 0,5, do podłączenia panelowych urządzeń pomiarowych - klasy 1 i 3.

Załaduj przekładniki prądowe

Obciążeniem przekładnika prądowego jest impedancja obwodu zewnętrznego Z2 wyrażona w omach. Rezystancje r2 i x2 reprezentują rezystancję urządzeń, przewodów i styków. Obciążenie transformatora można również scharakteryzować mocą pozorną S2 V * A.Przez obciążenie znamionowe przekładnika prądowego Z2nom rozumie się obciążenie, przy którym błędy nie przekraczają granic ustalonych dla przekładników tej klasy dokładności. Wartość Z2nom podawana jest w katalogach.

Rezystancja elektrodynamiczna przekładników prądowych

Rezystancję elektrodynamiczną przekładników prądowych charakteryzuje prąd znamionowy rezystancji dynamicznej Im.din.lub stosunek kdin = Rezystancja cieplna jest określana przez znamionowy prąd cieplny It lub stosunek kt = It / I1nom i dopuszczalny czas prądu wytrzymywanego tt.

Konstrukcje przekładników prądowych

Pod względem budowy przekładniki prądowe wyróżniają się uzwojeniem, jednoobrotowym (typ TPOL), wieloobrotowym z odlewem żywicznym (typ TPL i TLM). Transformator typu TLM przeznaczony jest do urządzeń rozdzielczych i jest konstrukcyjnie połączony z jednym ze złączy wtykowych obwodu pierwotnego ogniwa.

Dla dużych prądów stosuje się przekładniki typu TShL i TPSL, w których szynoprzewód pełni rolę uzwojenia pierwotnego. Rezystancja elektrodynamiczna takich przekładników prądowych jest określona przez rezystancję szyn zbiorczych.

Do rozdzielnic napowietrznych transformatory typu TFN produkowane są w obudowie porcelanowej z izolacją papierowo-olejową i kaskadowo typu TRN. Istnieją specjalne konstrukcje do ochrony przekaźników. Wbudowane przekładniki prądowe są instalowane na zaciskach przełączników zbiorników oleju i transformatorów mocy o napięciu 35 kV i wyższym. Wszystkie inne rzeczy są równe, ich błąd jest większy niż w przypadku transformatorów wolnostojących.

Charakterystyki techniczne przekładników napięciowych

Znamionowe napięcie pierwotne i wtórne przekładników napięciowych

Przekładniki napięciowe charakteryzują się nominalnymi wartościami napięcia pierwotnego, napięcia wtórnego (najczęściej 100 V), współczynnik transformacji K = U1nom / U2nom. W zależności od błędu rozróżnia się następujące klasy dokładności przekładników napięciowych: 0,2; 0,5; 1:3.

Obciążenie przekładnika napięciowego

Obciążeniem wtórnym przekładnika napięciowego jest moc zewnętrznego obwodu wtórnego. Przez nominalne obciążenie wtórne rozumie się największe obciążenie, przy którym błąd nie przekracza dopuszczalnych granic ustalonych dla przekładników danej klasy dokładności.

Projekty przekładników napięciowych

W instalacjach o napięciu do 18 kV, trójfazowych i transformatory jednofazowe, przy wyższych napięciach — tylko jednofazowe. Przy napięciach do 20 kV istnieje wiele rodzajów przekładników napięciowych: suche (NOS), olejowe (NOM, ZNOM, NTMI, NTMK), odlewane z żywicy (ZNOL). Należy odróżnić transformatory jednofazowe dwuuzwojeniowe NOM od transformatorów jednofazowych trójuzwojeniowych ZNOM. Transformatory typu ZNOM -15, -20 -24 i ZNOL -06 montowane są w kompletnych szynach generatorów dużej mocy. W instalacjach o napięciu 110 kV i większym stosuje się przekładniki napięciowe typu kaskadowego NKF oraz pojemnościowe dzielniki napięcia NDE.

Schematy połączeń przekładników napięciowych

W zależności od przeznaczenia można zastosować różne schematy przełączania przekładników napięciowych. Dwa jednofazowe przekładniki napięciowe połączone w niepełny trójkąt mogą mierzyć dwa napięcia liniowe.Podobny schemat jest zalecany do podłączania mierników i watomierzy. Do pomiaru napięcie sieciowe i fazowe można zastosować trzy transformatory jednofazowe (ZNOM, ZNOL) połączone według schematu „gwiazda-gwiazda” lub trójfazowe typu NTMI. Jednofazowe transformatory trójuzwojeniowe typu ZNOM i NKF są również łączone w grupę trójfazową.

Nie zaleca się podłączania przyrządów pomiarowych do trójfazowych przekładników napięciowych, ponieważ zazwyczaj mają one asymetryczny układ magnetyczny i zwiększony błąd. W tym celu zaleca się montaż grupy dwóch transformatorów jednofazowych połączonych w niepełny trójkąt.

Przekładniki napięciowe dobiera się zgodnie z warunkami Uset ≤U1nom, S2≤ S2nom w zamierzonej klasie dokładności. Dla S2nom weź moc trzech faz jednofazowych przekładników napięciowych połączonych w obwód gwiazdy i dwukrotnie większą moc transformatora jednofazowego połączonego w niepełny obwód trójkąta.