Токов трансформатор

Какво е трансформатор за ток?

Трансформаторът за ток е измервателен трансформатор, който генерира пропорционален вторичен ток — обикновено 1 A или 5 A — от висок първичен ток, протичащ в първичната верига. Вторичният изход захранва измервателни уреди и релета за защита, без да ги подлага на пълното напрежение на първичната верига, което прави трансформатора за ток основен компонент за безопасност и измерване в нисконапрежението разпределителни системи.

Трансформаторът за ток BH-0.66 от тази категория е класифициран за 0.66 kV с първичен ток в диапазона от 5 A до 5000 A. Предлага се в баров и прозоречен тип конструкция и отговаря на IEC 61869-2 — основния международен стандарт, регулиращ изискванията към производителността на трансформаторите за ток. При баровата конструкция първичният шинен проводник се използва директно; при прозоречната конструкция първичният проводник трябва да мине през отвора.

Ключови спецификации на продукта

• Назначено напрежение: 0,66 kV — подходящ за стандартни разпределителни табла и комутационни панели с трансформатори за ток с номинално напрежение под 1 kV
• Диапазон на първичния ток: 5 A до 5000 A, обхващащ измерване на ток във фидери и приложения с големи шини
• Вторичен ток: Стандартен изход 5 A, съвместим с конвенционални уреди за измерване и вериги за релейна защита
• Класове точност за измерване: 0,2S и 0,5S за търговско измерване; 0,5 и 1,0 за общи приложения за енергийно измерване
• Класове точност за защита: 5P10 и 10P10 за приложения с релейна защита, изискващи точна репрезентация на аварийния ток
• Типове монтиране: Типове с прът и типове с прозорец, подходящи за различни конфигурации на шини и форм-фактори на панелите
• Стандарт за съответствие: IEC 61869-2, еквивалентно на GB 20840.2 според китайския национален стандарт

Разбирането на разликата в класовете за точност е важно за правилното специфициране на трансформаторите за ток. Класовете 0.2S и 0.5S запазват точността си при ниски стойности на тока — което е важно там, където профилите на натоварването се променят значително през денонощието. Класовете 5P10 и 10P10 определят комплексната грешка при граничния коефициент на точност, който управлява поведението по време на аварийни ситуации. Изборът на уред от класа за измерване за приложение на релейна защита — или обратното — представлява несъответствие в спецификацията, което често се проявява едва при пускането в експлоатация или след инцидент с неправилно действие на релето.

Типични приложения

Трансформаторите за ток за ниско напрежение с номинално напрежение 0.66 kV се монтират в широк спектър от среди за разпределение:

• Панели и табла за разпределение на ниско напрежение — измерване на тока на натоварването в изходящите фидери за мониторинг на енергията, балансиране на натоварването и фактуриране
• Главни входящи фидери на индустриални обекти — измерване на тока от страната на ниското напрежение на силов трансформатор за координация на защитата
• Главни разпределителни табла за търговски сгради — наблюдение на потреблението за автоматизирани системи за управление на енергията
• Точки за измерване за целите на електроснабдителната компания — когато е зададен клас на точност 0.2S или 0.5S за измервания, пригодни за фактуриране
• Системи за събиране на енергия от възобновяеми източници — наблюдение на фидерните токове на изходите на PV инверторите или на връзките за повишаване на напрежението при вятърни турбини
• Центрове за управление на мотори — усещане на тока за релета за защита от претоварване, изискващи стандартен вторичен изход от 5 A

Ако системата работи при номинално напрежение 0,4 kV или 0,66 kV и първичният ток е в диапазона от 5 A до 5000 A, трансформаторът за ток от тази категория е директно приложим. Ако е необходимо измерване при напрежение над 1 kV, вместо това се изисква трансформатор за ток за средно напрежение, класифициран според съответния клас напрежение и приложимото издание на стандарта IEC.

Как да изберете подходящия трансформатор за ток

Изборът на трансформатор за ток за конкретно приложение следва структурирана последователност. Всеки етап от решението зависи от предишния — пропускането на който и да е етап обикновено води до проблеми по време на пускане в експлоатация или, по-неблагоприятно, след неправилна работа на релейна защита.

1. Определете максималния първичен ток. Това определя номиналния първичен ток (In1) на трансформатора за ток. Изберете стандартно съотношение, при което In1 е равен или по-висок от максималния непрекъснат товарен ток. Значителното надмерно размериране намалява точността на измерването: трансформатор за ток със съотношение 3000/5 A, монтиран на фидер, по който тече ток от 200 A, ще работи при много ниска част от номиналния ток, което намалява точността дори при уреди от клас 0.5.
2. Потвърдете стандарта за вторичния ток. Вторичният ток от 5 A е конвенционален за индустриални и електроенергийни измервателни панели. Някои цифрови релета приемат както входове от 1 A, така и от 5 A — проверете номиналния входен ток за вторична страна на релето, преди окончателно да поръчате трансформатора за ток.
3. Изберете класа на точност за приложението. За измерване на приходите: клас 0.2S или 0.5S. За приложения с релейна защита: клас 5P10 или 10P10. За общи таблови измервания без разплащателни последици: клас 0.5 или 1.0. Класът на точност директно определя дали измерването на трансформатора за ток е подходящо за неговата цел.
4. Изчислете натоварването (VA). Номиналното натоварване на трансформатора за ток трябва да надвишава общото свързано вторично натоварване — сумата от входовете на всички уреди, консумацията на намотката на релето и съпротивлението на вторичните кабели. Ако свързаното натоварване надвишава номиналната стойност, устройството ще влезе в състояние на наситяване при нормални работни условия, което води до грешки в измерването.
5. Потвърдете напрежението на изолацията. За системи 0.66 kV моделът BH-0.66 осигурява подходящо номинално напрежение на изолацията. Проверете дали нивото на изолация съответства на максималното работно напрежение на системата с достатъчен запас.
6. Изберете типа монтиране на трансформатора за ток. Дизайнът във формата на прът и дизайновата версия с прозорец са подходящи за различни геометрии на шинопроводи. Потвърдете разстоянията между панелите преди поръчка — несъвместимостта по размери при монтажа е избягваем източник на забавяне в проекти за сглобяване на панели.
7. Потвърдете приложимия стандарт за трансформатора за ток. IEC 61869-2 е текущото издание за трансформатори за ток с ниско напрежение в повечето международни проектни спецификации. Ако проектът се позовава на IEC 60044-1 — отмененото издание — потвърдете със специфициращата страна дали съответствието с IEC 61869-2 се приема като еквивалентно. Проектите в Русия, Бразилия, Индонезия или Турция могат да се позовават на хармонизирани еквиваленти GOST, ABNT или SNI, които са в значителна степен съгласувани с IEC 61869-2.

Съответствие със стандарти и документация за типови изпитания

Успешното изпълнение на типовото изпитване според IEC 61869-2 е необходимо начално условие — не гаранция за еквивалентна производителност при всяка инсталация на място. Разликата е съществена, когато условията на обекта се различават от предположенията в протокола за изпитване. Според IEC 61869-2 номиналните стойности на трансформаторите за ток се определят при стандартна референтна температура на околната среда. В климатични зони, където температурата на околната среда редовно надвишава 45–50 °C — което е често срещано в Югоизточна Азия, Близкия изток и екваториална Африка — прилага се термично намаляване на номиналната стойност за непрекъснат ток. Трансформатор за ток, монтиран в табло с висока вътрешна температура по време на пиков товар, може да показва грешка в измерването, превишаваща класа на точност, посочен на табелката му, ако при проектирането не е било предвидено съответното термично намаляване.

Съответствието с IEC е международният минимален стандарт, а не гаранция, че трансформаторът за ток ще изпълни всички местни изисквания на електроразпределителната компания или на националния оператор на електрическата мрежа без допълнителна проверка. На пазари като Русия (GOST), Бразилия (ABNT) или Индонезия (SNI) се прилагат допълнителни изисквания към документацията върху базовите изисквания на IEC. Техническите преглеждащи лица за одобрения на броилки, документи за пускане в експлоатация на релейни защити и пакети за свързване към електрическата мрежа на електроразпределителните компании все по-често изискват отчети за типови изпитания от акредитирана лаборатория — а не само самодекларация за съответствие. Отчетът за типово изпитание документира конкретната класа на точност, натоварването и коефициента на гранична точност, които са били действително изпитани, и осигурява проверима проследимост, необходима на преглеждащите лица за оценка спрямо спецификацията.

Изискването на сертификат за типово изпитание преди подаване на поръчката — и проверката дали той обхваща конкретния клас на точност и натоварване, които специфицирате — е проста практика, която защитава проекта от спорове, възникващи след доставката.

Бележки за набавяне за международни покупатели

За покупатели, които набавят продукти трансформатори за ток чрез канали на международна търговия, няколко критерия за оценка имат особено значение, освен самата спецификация на продукта:

• Обхват на доклада за типово изпитване: Потвърдете, че докладът за типовото изпитване според IEC 61869-2 обхваща конкретния клас на точност и натоварване, от които имате нужда. Резултатите от типовото изпитване са специфични за класа на точност и за натоварването; доклад за различен клас на точност в рамките на същото семейство продукти не потвърждава спецификацията, която поръчвате.
• Обхват на асортимента: Доставчик, който предлага пълен диапазон от първични токове от 5 A до 5000 A в рамките на един и същи серия трансформатори за ток, опростява набавянето, когато проектът изисква множество съотношения за различни конструкции на табла. Закупуването на всички съотношения от едно и също семейство продукти намалява броя на необходимите представени квалификационни документи.
• Възможности за документация за износ на пазари: Проектите на пазарите като Русия, Бразилия, Чили, Индонезия, Тайланд и Полша може да изискват документация, която надхвърля стандартните изпитателни доклади по IEC. Потвърдете дали доставчикът има опит в управлението на документацията за съответствие за вашия целеви пазар — забавянията при митническото оформяне или представянето на проекта са чести, когато изискванията към документацията не се решават навреме.
• Съгласуваност на размерите по партиди: За производителите на панели, които сглобяват стандартни конструкции в множество производствени серии, съгласуваността на размерите между различните доставки влияе върху ефективността на производствената линия. Потвърдете дали доставчикът извършва рутинни проверки на размерите като част от крайната инспекция за всяка партида трансформатори за ток.
• Клас на точност и съвместимост с релето: Неправилното задаване на класа на точност на трансформатора за ток, водещо до неправилна работа на релето за защита, е събитие с висок ефект, което обикновено се проявява едва след инсталирането. Проверете дали класът на точност на трансформатора за ток — за измерване или за защита — съответства както на натоварването на релето, така и на целевата функция за измерване, преди да бъде подадена поръчката.