Áramváltók (CT) méretése tartó terhelésre: alapismeretek, típusok és mérési-javítási szempontok
Az áramváltók az ipari méréstechnikában vagy az áramvédelemben alkalmazott eszközök.
Az áramváltókban a transzformátorhoz hasonlóan egy primer és egy szekunder tekercs található.
A primer tekercs menetszáma az áramkörben futó áram erősségével megegyező, míg a szekunder tekercsen a menetszám a mérőműszer által mért áram erősségével egyezik.
A soros kötésű primer tekercsen folyik keresztül a nagy erősségű váltóáram, míg a szekunder tekercset a mérőműszer zárja rövidre.
Szintén fontos tulajdonság az áramváltó pontossága.
Ez egy olyan arány, ami az áramváltó áttételének legnagyobb hibáját határozza meg százalékban, vagy legnagyobb szögeltérését centiradiánban, mindezt adott névleges terhelés mellett.
A névleges terhelhetőség azon voltamperben (VA) megadott érték, amit az áramváltó képes teljesíteni bizonyos pontossági osztályokban.
Ha ezt elmulasztjuk, a primer áram az áramváltó vasmagját addig gerjeszti, amíg az tönkre nem megy.
Áramerősség mérésekor nincs jelentősége, teljesítmény mérésekor azonban az is számít, hogy a szekunder csatlakozás iránya megfelelő legyen.
Szabvány szerint a primer kapcsolat P1 és P2 jelöléssel, míg a szekunder kapcsolat S1 és S2 jelöléssel látják el.
Az áramváltók gyakran használt típusa a sínáramváltó.
Egy ilyen eszköznél a primer tekercs a mérendő vezeték vagy erős áram esetén egy rézsín.
Maga az áramváltó úgy van kialakítva, hogy a belső lyuk mérete a vezeték vagy sín szabvány szerinti méretéhez igazodik.
Bontható vagy nyitható sínáramváltó alkalmazásával ez elkerülhető, mivel annak egyik oldala és a vasmagja is szétszerelhető, így a már meglévő vezetősín köré beépíthető.
Távadós sínáramváltó esetében az áramtávadót az áramváltóba beleépítik.
Igy nem kell egy külön áramváltót telepíteni a távadó bemenete miatt, a kimeneti egységjel pedig szabvány szerint meghatározott.
A fentiek ellett beszélhetünk még a főáramokat összegző áramváltókról, illetve primer tekercses és kombinált áramváltókról is.
A Rayleigh Industries által szabadalmaztatott technológia lényege, hogy az eszközök hagyományos vezetékek helyett egy RJ45 csatlakozó segítségével összeköthetők.
A Selec és a Rayleigh által közösen fejlesztett eszközök egyik fent említett előnye volt a rendkívül gyors összekötés.
Ezeknek az eszközöknek ugyanis nagy előnye, hogy nem kell őket állandóan rövidre zárni, így terhelés alatt is le lehet őket választani az áramkörről.
Ezt a szekunder oldalon egy speciális belső kialakítás teszi lehetővé, ami a keletkező feszültséget képes limitálni.
A CT működése elve: Az áramátalakítót olyan műszer-transzformátornak definiálják, amelyben a másodlagos áram lényegében arányos az elsődleges árammal.
Az áramváltók általában mérő vagy védő típusúak.
Néhány meghatározás CT-re: a névleges primer áram, a névleges másodlagos áram, a névleges teher, a névleges teljesítmény.
A pontossági osztály CT s mérés esetén gyakran 0,2, 0,5, 1 vagy 3.
Ez azt jelenti, hogy a hibáknak az adott pontossági osztályra vonatkozó határértékeken belül kell lenniük.
A mérő CT-nek pontosan meg kell felelnie a névleges elsődleges áram 5-120% -ának, a megadott teljesítménytényező névleges teherének 25% -ánál és 100% -ánál.
A CT s védelem esetén a CT s-nak mind az arányt, mind a fázishibákat a meghatározott pontossági osztályban, általában 5P vagy 10P-n, valamint kompozit hibát kell átadnia a CT pontossági határfaktoránál.
Aktuális arány hiba: A transzformátor által okozott hiba bevezeti egy áram mérését, és abból fakad, hogy a tényleges transzformációs arány nem egyenlő a névleges transzformátoraránnyal.
A jelenlegi hiba százalékban: Ka (Is-Ip) x 100 / Ip.
A CT s pontossági határfaktora: az elsődleges áramértékig való megfelelés komplex hibájának határértéke.
Rövid idő: Az elsődleges áram értéke, hogy a CT-nek képes legyen mind termikusan, mind dinamikusan ellenállni a tekercsek károsodása nélkül, a másodlagos áramkör rövidre zárásával.
A központi egyensúly CT (CBCT): A CBCT földzárlat elleni védelemre szolgál, és hárommagos vagy három egy magos kialakítású lehet.
A CBCT-ben a rendszer hibamentessége esetén a másodlagos áram nem áramol.
Földzárlat esetén a maradékáram a CBCT másodlagos áramán keresztül áramlik és ez a relét működtet.
A transzformátor arányának helyszíni beállítása: a jelenlegi transzformátorok aránya az alkalmazás igényeinek kielégítésével szabályozható.
Az áramváltók típusai (CT-k): a CT építése szerint 1) Típus: sávtípusú CT-k, amelyek szigetelése a rendszer működési feszültségéhez igazodik.
2) Seb CT: Kapacitás 1 és 100 amper között, leggyakoribb a seb típusú CT, szigetelés általában 600 V-ig.
3) Ablak CT-k: primer tekercselés nélkül, a vezető körül helyezkednek el, lehetnek szilárd vagy split mag konstrukciójúak.
4) Hüvely CT-k: persely CT-k, a persely körül helyezkednek el, nem feltétlenül érhetők el.
Az osztott CT-k egyik vége eltávolítható, így a terhelésvezetőt nem kell leválasztani a telepítéshez.
Gyűrűs CT-k: 50 és 5000 amper közötti áramerősség mérésére.
Split Core CT: 100 és 5000 amper közötti áramerősség mérésére.
A CT alkalmazásának mérlegelésekor emlékeztetni kell arra, hogy a szekunder terhelés nem csak a terhelés (eke) összegét jelenti, hanem a csatlakozó kábelek és ellenállások hatását is.
Például a csatlakozókábel ellenállása 0,1 ohm és a CT másodlagos névleges áramerőssége 5 A, akkor a kábel terhelése 2,5 VA lehet.
Ha a CT szekunder terhelése meghaladja a névleges terhelést, a CT telítődhet, és nem biztosít lineáris áramot.
A CT-kapcsolatoknál fontos, hogy a két eszközterhelés sorba legyen kötve a tekercselésben, és ne párhuzamosan.
A mérésekhez és védelmi célokra gyakran 1 A és 5 A kimeneti jelű CT-ket használnak IEC 60044-1 szerinti pontossággal és terhelhetőséggel.
Megjegyzendő, hogy a pontosság függ a terheléstől, ezért nagyobb terhelhetőségű CT-t is érdemes használni kisebb terheléssel a jobb pontosság érdekében.
A méréstechnikában szükség van olyan CT-kre, amelyek a kimenetüket ipari egységjelre (0-20 mA, 4-20 mA DC, 5 V, 10 V DC) alakítják át, ehhez beépített elektronikára van szükség.
Egyenáramú áramváltó a fenti elv alapján nem készíthető, azonban Hall-elem felhasználásával lehet egyenáramú CT-t készíteni.
A Hall-elemnek a kimenetén a fluxussal arányos jel jelenik meg, és a beépített elektronika ezt dolgozza fel.
A 1. Hiba szempont: mérési hiba csökkentése: A CT hibája az arány- és a szöghibával kapcsolatos.
A szekunder terhelés csökkentése növeli a mérőeszközök terhelhetőségének biztonságát és a pontosságot.
A 2. Javított hibastabilitás: a terhelés csökkentése linearitást növel, így a hiba ingadozása kisebb lesz.
A 2. Védelmi teljesítmény: a csökkent szekunder terhelés javítja a védelem érzékenységét és megbízhatóságát, a védelmi tartományt pontosabban meghatározza.
A 3. Fűtés és szigetelés: a csökkent terhelés kevesebb melegedést eredményez, ezzel meghosszabbodik az élettartam és stabilabb a működés.
Például hosszú távú villamosenergia-rendszerben a CT szekunder terhelésének csökkentése csökkentheti a túlmelegedés miatti károsodás kockázatát.
A 4. Egyéb szempontok: költségcsökkentés és az élettartam meghosszabbítása is előnyös.
A fórumon felvetett érvelések és gyakorlati megfontolások rávilágítanak arra, hogy a mérés és védelem összefügg.
Az áramváltók szabványos kimeneti áramokkal (1 A, 5 A), IEC 60044-1 szerinti osztálypontossággal és terhelhetőséggel készülnek.
A transzformátorok áttételi viszonya a primer és szekunder áram hányadosának egyenlete alapján adja meg a mérhető értéket.
Az egyik fontos konklúzió: a mérés célja mindig a terhelés megfelelő legyen a mérőműszer számára, mert a túlterhelés tönkreteheti az eszközt.
Az áramváltók pedig lehetővé teszik, hogy a primer körben futó áramot letranszformálva mérhető legyen, miközben galvanikusan elválasztják a mérőműszert.
tags: #aramvalto #meretezese #terhelesre