변류기 - 작동 및 적용 원리

에너지 시스템으로 작업할 때 특정 전기량을 비례적으로 변경된 값과 유사한 아날로그로 변환해야 하는 경우가 종종 있습니다. 이를 통해 전기 설비의 특정 프로세스를 시뮬레이션하고 안전하게 측정할 수 있습니다.

변류기(CT)의 작동은 다음을 기반으로 합니다. 전자기 유도의 법칙교류 정현파 크기의 고조파 형태로 변화하는 전기장 및 자기장에서 작동합니다.

모듈러스 비례와 정확한 각도 전송을 고려하여 전원 회로에 흐르는 전류 벡터의 1차 값을 2차 감소 값으로 변환합니다.

변류기의 작동 원리

변압기 내부의 전기 에너지 변환 중에 발생하는 프로세스의 시연은 다이어그램으로 설명됩니다.

전류 I1은 권선 수 w1로 전원 1차 권선을 통해 흐르고 임피던스 Z1을 극복합니다.자속 F1은 이 코일 주위에 형성되며 벡터 I1의 방향에 수직으로 위치한 자기 회로에 의해 포착됩니다. 이 방향은 자기 에너지로 변환될 때 전기 에너지 손실을 최소화합니다.

권선 w2의 수직으로 위치한 권선을 가로 지르면 플럭스 F1은 기전력 E2를 유도하고 그 영향으로 2 차 권선에서 전류 I2가 발생하여 코일 Z2의 임피던스와 연결된 출력 부하 Zn을 극복합니다. 이 경우 2차 회로의 단자에 전압 강하 U2가 형성됩니다.

벡터의 비율에 의해 결정되는 수량 K1이 호출됩니다. I1 / I2 변환 계수... 그 값은 장치 설계 중에 설정되며 기성품 구조에서 측정됩니다. 실제 모델의 지표와 계산된 값의 차이는 전류 트랜스포머의 정확도 등급인 도량형 특성으로 평가됩니다.

실제 작동에서 코일의 전류 값은 일정한 값이 아닙니다. 따라서 변환 계수는 일반적으로 공칭 값으로 표시됩니다. 예를 들어 그의 표현 1000/5는 1차 작동 전류가 1킬로암페어인 경우 5암페어 부하가 2차 회전에서 작동함을 의미합니다. 이 값은 이 변류기의 장기 성능을 계산하는 데 사용됩니다.

2차 전류 I2의 자속 F2는 자기 회로의 자속 F1 값을 감소시킵니다. 이 경우 생성 된 변압기 Ф의 플럭스는 벡터 Ф1 및 Ф2의 기하학적 합에 의해 결정됩니다.

변류기 작동 중 위험 요인

절연 불량 시 고전압 전위의 영향을 받는 능력

TT의 자기 회로는 금속으로 만들어지고 전도성이 좋으며 절연 권선(1차 및 2차)을 서로 자기적으로 연결하기 때문에 절연층이 파손될 경우 감전이나 장비 손상의 위험이 증가합니다.

이러한 상황을 방지하기 위해 변압기의 2차 단자 중 하나를 접지하여 사고 발생 시 고압 전위를 배출합니다.

이 단자는 항상 장치 하우징에 표시되어 있으며 연결 다이어그램에 표시되어 있습니다.

2차 회로 고장 시 고전압 전위의 영향을 받을 가능성

2차 권선의 결론은 «I1» 및 «I2»로 표시되어 있으므로 흐르는 전류의 방향은 극성이며 모든 권선에서 일치합니다. 변압기가 작동 중일 때는 항상 부하에 연결해야 합니다.

이는 1차 권선을 통과하는 전류가 높은 전위전력(S=UI)을 가지므로 손실이 적은 2차 회로로 변환되고 차단되면 전류 성분이 값으로 급격히 감소한다는 사실에 의해 설명됩니다. 환경을 통한 누출의 그러나 동시에 낙하는 파손된 부분의 응력을 크게 증가시킵니다.

1차 루프에 전류가 흐르는 동안 2차 권선의 개방 접점에서의 전위는 수 킬로볼트에 도달할 수 있으며 이는 매우 위험합니다.

따라서 변류기의 모든 2차 회로는 항상 안전하게 조립해야 하며 션트 단락은 항상 사용하지 않는 권선 또는 코어에 설치해야 합니다.

변류기 회로에 사용되는 설계 솔루션

전기 장치로서의 각 변류기는 전기 설비 작동 중 특정 문제를 해결하도록 설계되었습니다. 업계는 다양한 제품을 생산합니다. 그러나 경우에 따라 구조를 개선할 때 새로운 모델을 재설계하여 제작하는 것보다 검증된 기술을 갖춘 기성 모델을 사용하는 것이 더 쉽습니다.

단일 회전 TT(1차 회로에서)를 생성하는 원리는 기본이며 왼쪽 사진에 나와 있습니다.

여기서 절연체로 덮인 1차 권선은 변압기의 자기 회로를 통과하는 직선 버스 L1-L2로 구성되고 2차 권선은 권선으로 감겨 부하에 연결됩니다.

두 개의 코어로 다중 회전 CT를 만드는 원리는 오른쪽에 나와 있습니다. 여기서는 2차 회로와 함께 두 개의 단일 회전 변압기를 사용하고 일정 수의 전력 권선이 자기 회로를 통과합니다. 이렇게 하면 전력이 증가할 뿐만 아니라 출력 연결 회로 수가 더욱 증가합니다.

이 세 가지 원칙은 다른 방식으로 변경될 수 있습니다. 예를 들어, 단일 자기 회로 주위에 여러 개의 동일한 코일을 사용하여 자율적으로 작동하는 별도의 독립적인 2차 회로를 만드는 것이 널리 사용됩니다. 이것들을 핵이라고 합니다. 이러한 방식으로 다른 목적을 가진 스위치 또는 라인(변압기)의 보호는 하나의 변류기의 전류 회로에 연결됩니다.

장비 비상 모드에 사용되는 강력한 자기 회로와 공칭 네트워크 매개 변수에서 측정하도록 설계된 일반적인 전류 변환기와 결합 된 전류 트랜스포머는 전력 장비 장치에서 작동합니다.철근을 감은 코일은 보호 장치를 작동시키는 데 사용되는 반면 기존 코일은 전류 또는 전력/저항을 측정하는 데 사용됩니다.

다음과 같이 호출됩니다.

• 색인 «P»(릴레이)로 표시된 보호 코일;

• 도량형 정확도 등급 TT의 숫자로 표시되는 측정(예: «0.5»).

변류기의 정상 작동 중 보호 권선은 10%의 정확도로 1차 전류 벡터를 측정합니다. 이 값을 "10퍼센트"라고 합니다.

측정 오류

변압기의 정확도를 결정하는 원리를 통해 사진에 표시된 등가 회로를 평가할 수 있습니다. 여기에서 기본 수량의 모든 값은 조건부로 보조 루프에서 작동하도록 축소됩니다.

등가 회로는 전류 I로 코어를 자화하는 데 소비되는 에너지를 고려하여 권선에서 작동하는 모든 프로세스를 설명합니다.

이를 기반으로 구축된 벡터 다이어그램(삼각형 SB0)은 현재 I2가 I'1의 값과 우리를 향한 I의 값(자화)과 다르다는 것을 보여줍니다.

이러한 편차가 클수록 변류기의 정확도가 낮아집니다.CT 측정 오류를 고려하기 위해 다음 개념이 도입되었습니다.

• 백분율로 표시되는 상대 전류 오류;

• 라디안 단위의 호 길이 AB에서 계산된 각도 오차.

1차 및 2차 전류 벡터 편차의 절대값은 AC 세그먼트에 의해 결정됩니다.

변류기의 일반적인 산업 설계는 특성 0.2로 정의된 정확도 등급에서 작동하도록 제조됩니다. 0.5; 1.0; 3과 10%.

변류기의 실제 적용

작은 케이스에 들어있는 소형 전자 장치와 수 미터의 상당한 크기를 차지하는 에너지 장치 모두 다양한 모델을 찾을 수 있으며 작동 특성에 따라 구분됩니다.

현재 변압기의 분류

합의에 따라 다음과 같이 나뉩니다.

• 측정, 측정 장비로의 전류 전송;
• 보호, 현재 보호 회로에 연결;
• 정확도가 높은 실험실;
• 재변환에 사용되는 중간체.

시설을 운영할 때 TT가 사용됩니다.

• 옥외 옥외 설치;

• 폐쇄형 설비의 경우;

• 내장 장비;

• 위에서 - 슬리브를 삽입하십시오.

• 휴대용으로 다양한 장소에서 측정할 수 있습니다.

TT 장비의 작동 전압 값은 다음과 같습니다.

• 고전압(1000볼트 이상);

• 공칭 전압 값은 최대 1kV입니다.

또한 전류 트랜스포머는 절연 재료의 방법, 변환 단계의 수 및 기타 특성에 따라 분류됩니다.

완료된 작업

외부 측정 전류 트랜스포머는 전기 에너지 측정, 라인 또는 전력 자동 변압기의 측정 및 보호를 위한 전기 회로의 작동에 사용됩니다.

아래 사진은 전원 자동 변압기 용 110kV 개폐 장치의 터미널 박스에 라인의 각 위상에 대한 위치와 보조 회로 설치를 보여줍니다.

외부 배전반 330kV의 변류기에 의해 동일한 작업이 수행되지만 더 높은 전압 장비의 복잡성으로 인해 크기가 훨씬 더 큽니다.

전력 장비에는 발전소 케이싱에 직접 배치되는 변류기의 임베디드 설계가 자주 사용됩니다.

봉인된 하우징의 고전압 부싱 주변에 리드가 있는 2차 권선이 있습니다. CT 클램프의 케이블은 여기에 부착된 터미널 박스로 연결됩니다.

내부 고전압 변류기는 대부분 특수 변압기 오일을 절연체로 사용합니다. 이러한 설계의 예는 35kV에서 작동하도록 설계된 TFZM 시리즈 변류기의 사진에 나와 있습니다.

최대 10kV까지 고체 유전체 재료가 상자 제조 시 권선 사이의 절연에 사용됩니다.

KRUN에 사용되는 변류기 TPL-10, 폐쇄 개폐기 및 기타 유형의 개폐기의 예입니다.

110kV 회로 차단기에 대한 REL 511 보호 코어 중 하나의 2차 전류 회로를 연결하는 예가 단순화된 다이어그램으로 표시됩니다.

변류기 오류 및 이를 찾는 방법

부하에 연결된 변류기는 열 과열, 우발적 인 기계적 영향 또는 설치 불량으로 인해 권선 절연의 전기 저항 또는 전도성을 끊을 수 있습니다.

작동 장비에서 절연체는 가장 자주 손상되어 권선의 턴-투-턴 단락(전송 전력 감소) 또는 임의로 생성된 단락 회로를 통해 누설 전류가 발생합니다.

전원 회로의 품질이 좋지 않은 설치 장소를 식별하기 위해 열 화상 카메라로 작동 회로를 주기적으로 검사합니다.이를 바탕으로 접촉 불량의 결함을 즉시 제거하고 장비 과열을 줄입니다.

계전기 보호 및 자동화 실험실의 전문가는 차례로 닫히지 않는지 확인합니다.

• 전류-전압 특성을 취함;

• 외부 소스에서 변압기를 충전합니다.

• 작업 계획의 주요 매개 변수 측정.

그들은 또한 변환 계수의 값을 분석합니다.

모든 작업에서 1차 전류 벡터와 2차 전류 벡터 간의 비율은 크기로 추정됩니다. 도량형 실험실에서 변류기를 확인하는 데 사용되는 고정밀 위상 측정 장치가 없기 때문에 각도 편차가 수행되지 않습니다.

유전체 특성에 대한 고전압 테스트는 절연 서비스 연구소의 전문가에게 할당됩니다.