การวัดหม้อแปลงกระแสในวงจรสำหรับการป้องกันรีเลย์และระบบอัตโนมัติ

อุปกรณ์ไฟฟ้าของสถานีไฟฟ้าแบ่งออกเป็นอุปกรณ์สองประเภท:

1. วงจรไฟฟ้าที่ส่งกำลังทั้งหมดของพลังงานที่ขนส่ง

2. อุปกรณ์รองที่ให้คุณควบคุมกระบวนการที่เกิดขึ้นในลูปหลักและควบคุมได้

อุปกรณ์ไฟฟ้าตั้งอยู่ในพื้นที่เปิดหรือในสวิตช์เกียร์แบบปิด และอุปกรณ์สำรองจะอยู่ที่แผงรีเลย์ ในตู้พิเศษหรือเซลล์แยกต่างหาก

การเชื่อมต่อระหว่างกลางที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลระหว่างหน่วยพลังงานกับหน่วยการวัด การจัดการ การป้องกัน และการควบคุมคือหม้อแปลงการวัด เช่นเดียวกับอุปกรณ์ดังกล่าว พวกเขามีสองด้านที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าต่างกัน:

1. ไฟฟ้าแรงสูงซึ่งสอดคล้องกับพารามิเตอร์ของลูปแรก

2.แรงดันไฟฟ้าต่ำช่วยลดความเสี่ยงของผลกระทบของอุปกรณ์พลังงานต่อเจ้าหน้าที่บริการและต้นทุนของวัสดุสำหรับการสร้างอุปกรณ์ควบคุมและตรวจสอบ

คำคุณศัพท์ "การวัด" สะท้อนถึงวัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านี้ เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้จำลองกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นกับอุปกรณ์ไฟฟ้าอย่างแม่นยำมาก และแบ่งออกเป็นหม้อแปลง:

1. ปัจจุบัน (CT);

2. แรงดันไฟฟ้า (VT)

พวกมันทำงานตามหลักการทางกายภาพทั่วไปของการเปลี่ยนแปลง แต่มีการออกแบบและวิธีการรวมในวงจรหลักที่แตกต่างกัน

วิธีการสร้างและการทำงานของหม้อแปลงกระแส

หลักการทำงานและอุปกรณ์

ในการออกแบบ วัดกระแสหม้อแปลง การแปลงค่าเวกเตอร์ของกระแสที่มีค่ามากที่ไหลในวงจรหลักเป็นขนาดที่ลดลงตามสัดส่วนและในลักษณะเดียวกันจะกำหนดทิศทางของเวกเตอร์ในวงจรทุติยภูมิ

อุปกรณ์วงจรแม่เหล็ก

โครงสร้าง หม้อแปลงกระแส เช่นเดียวกับหม้อแปลงอื่น ๆ ประกอบด้วยขดลวดหุ้มฉนวนสองเส้นที่อยู่รอบ ๆ วงจรแม่เหล็กทั่วไป ทำด้วยแผ่นโลหะเคลือบที่หลอมโดยใช้เหล็กไฟฟ้าชนิดพิเศษ สิ่งนี้ทำเพื่อลดความต้านทานแม่เหล็กในเส้นทางของฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลเวียนในวงปิดรอบ ๆ ขดลวด และเพื่อลดการสูญเสียผ่าน กระแสน้ำวน.

หม้อแปลงกระแสสำหรับการป้องกันรีเลย์และโครงร่างระบบอัตโนมัติไม่สามารถมีแกนแม่เหล็กได้ แต่มีสองแกนซึ่งแตกต่างกันในจำนวนแผ่นและปริมาณเหล็กทั้งหมดที่ใช้ สิ่งนี้ทำเพื่อสร้างขดลวดสองประเภทที่สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเมื่อ:

1. สภาพการทำงานที่กำหนด

2.หรือที่โอเวอร์โหลดที่มีนัยสำคัญซึ่งเกิดจากกระแสลัดวงจร

การออกแบบแรกใช้ในการวัดค่า และการออกแบบที่สองใช้เพื่อเชื่อมต่อการป้องกันที่ปิดโหมดผิดปกติที่เกิดขึ้นใหม่

การจัดเรียงขดลวดและขั้วต่อ

ขดลวดของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าได้รับการออกแบบและผลิตขึ้นเพื่อการทำงานถาวรในวงจรของการติดตั้งระบบไฟฟ้า เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับทางเดินของกระแสไฟฟ้าที่ปลอดภัยและผลกระทบจากความร้อน ดังนั้นจึงทำจากทองแดง เหล็ก หรืออะลูมิเนียมโดยมีพื้นที่หน้าตัดที่ไม่รวมความร้อนที่เพิ่มขึ้น

เนื่องจากกระแสปฐมภูมิมีค่ามากกว่ากระแสทุติยภูมิเสมอ ขดลวดของมันจึงมีขนาดที่ใหญ่ดังที่แสดงในภาพด้านล่างสำหรับหม้อแปลงด้านขวา

โครงสร้างด้านซ้ายและตรงกลางไม่มีกำลังเลย แต่มีช่องเปิดในตัวเครื่องซึ่งสายไฟของแหล่งจ่ายไฟหรือบัสคงที่ผ่าน ตามกฎแล้วรุ่นดังกล่าวใช้ในการติดตั้งไฟฟ้าสูงถึง 1,000 โวลต์

ที่ขั้วของขดลวดหม้อแปลงจะมีฟิกซ์เจอร์คงที่สำหรับเชื่อมต่อบัสบาร์และสายเชื่อมต่อโดยใช้สลักเกลียวและแคลมป์สกรู นี่เป็นหนึ่งในจุดสำคัญที่อาจทำให้หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าขาด ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายหรือรบกวนการทำงานที่ถูกต้องของระบบการวัด คุณภาพของการจับยึดในวงจรหลักและวงจรรองนั้นให้ความสนใจเสมอระหว่างการตรวจสอบการปฏิบัติงาน

ขั้วของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าถูกทำเครื่องหมายที่โรงงานระหว่างการผลิตและทำเครื่องหมาย:

• L1 และ L2 สำหรับอินพุตและเอาต์พุตของกระแสหลัก

• I1 และ I2 — รอง

ดัชนีเหล่านี้หมายถึงทิศทางที่คดเคี้ยวของการหมุนที่สัมพันธ์กันและส่งผลต่อการเชื่อมต่อที่ถูกต้องของพลังงานและวงจรจำลอง ซึ่งเป็นลักษณะของการกระจายของเวกเตอร์ปัจจุบันไปตามวงจร พวกเขาให้ความสนใจในระหว่างการติดตั้งหม้อแปลงครั้งแรกหรือการเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ชำรุดและยังตรวจสอบด้วยวิธีการตรวจสอบทางไฟฟ้าต่าง ๆ ทั้งก่อนการประกอบอุปกรณ์และหลังการติดตั้ง

จำนวนรอบในวงจรหลัก W1 และรอง W2 ไม่เหมือนกัน แต่แตกต่างกันมาก หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแรงสูงมักจะมีบัสตรงเพียงบัสเดียวในวงจรแม่เหล็กซึ่งทำหน้าที่เป็นขดลวดจ่าย ขดลวดทุติยภูมิมีจำนวนรอบมากขึ้นซึ่งส่งผลต่ออัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง เพื่อความสะดวกในการใช้งานจะเขียนเป็นนิพจน์เศษส่วนของค่าเล็กน้อยของกระแสในขดลวดทั้งสอง

ตัวอย่างเช่น รายการ 600/5 บนแผ่นป้ายของกล่องหมายความว่า หม้อแปลงมีจุดประสงค์เพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงที่มีพิกัดกระแส 600 แอมแปร์ และมีเพียง 5 แอมแปร์เท่านั้นที่จะถูกแปลงในวงจรทุติยภูมิ

หม้อแปลงวัดกระแสแต่ละตัวเชื่อมต่อกับเฟสของเครือข่ายหลัก จำนวนของขดลวดทุติยภูมิสำหรับการป้องกันรีเลย์และอุปกรณ์อัตโนมัติมักจะเพิ่มขึ้นสำหรับการใช้งานแยกต่างหากในแกนวงจรปัจจุบันสำหรับ:

• เครื่องมือวัด

• การป้องกันทั่วไป

• ยางและยางป้องกัน.

วิธีนี้ช่วยลดอิทธิพลของวงจรที่วิกฤตน้อยกว่าในวงจรที่มีความสำคัญมากกว่า ทำให้การบำรุงรักษาและการทดสอบอุปกรณ์ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าใช้งานง่ายขึ้น

เพื่อจุดประสงค์ในการทำเครื่องหมายขั้วของขดลวดทุติยภูมิดังกล่าว การกำหนด 1I1, 1I2, 1I3 ใช้สำหรับจุดเริ่มต้นและ 2I1, 2I2, 2I3 สำหรับปลาย

อุปกรณ์แยก

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแต่ละรุ่นได้รับการออกแบบให้ทำงานด้วยไฟฟ้าแรงสูงจำนวนหนึ่งบนขดลวดปฐมภูมิ ชั้นฉนวนที่อยู่ระหว่างขดลวดและตัวเรือนจะต้องทนต่อศักยภาพของเครือข่ายพลังงานในระดับเดียวกันเป็นเวลานาน

ด้านนอกของฉนวนของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแรงสูงสามารถใช้สิ่งต่อไปนี้ได้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์:

• ผ้าปูโต๊ะลายคราม

• อีพอกซีเรซินอัดแน่น

• พลาสติกบางชนิด

วัสดุชนิดเดียวกันนี้สามารถเสริมด้วยกระดาษหม้อแปลงไฟฟ้าหรือน้ำมันเพื่อป้องกันจุดตัดของเส้นลวดภายในบนขดลวดและกำจัดข้อผิดพลาดแบบเลี้ยวต่อเลี้ยว

ระดับความแม่นยำ TT

ตามหลักการแล้ว หม้อแปลงควรทำงานอย่างถูกต้องตามหลักวิชาโดยไม่ทำให้เกิดข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตาม ในโครงสร้างจริง พลังงานจะสูญเสียไปเพื่อให้ความร้อนภายในสายไฟ เอาชนะความต้านทานแม่เหล็ก และสร้างกระแสน้ำวน

ด้วยเหตุนี้อย่างน้อย แต่กระบวนการเปลี่ยนแปลงจึงถูกรบกวนซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำของการทำซ้ำในระดับของเวกเตอร์กระแสปฐมภูมิจากค่าทุติยภูมิโดยมีความเบี่ยงเบนในการวางแนวในอวกาศ หม้อแปลงกระแสทั้งหมดมีข้อผิดพลาดในการวัดซึ่งถูกทำให้เป็นมาตรฐานเป็นเปอร์เซ็นต์ของอัตราส่วนของข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ต่อค่าเล็กน้อยในความกว้างและมุม

ระดับความแม่นยำ หม้อแปลงกระแสแสดงด้วยค่าตัวเลข «0.2», «0.5», «1», «3», «5», «10»

หม้อแปลงคลาส 0.2 ทำงานสำหรับการวัดในห้องปฏิบัติการที่สำคัญคลาส 0.5 มีไว้สำหรับการวัดกระแสที่ถูกต้องในระดับ 1 เมตรเพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้า

การวัดกระแสสำหรับการทำงานของรีเลย์และบัญชีควบคุมของระดับที่ 2 นั้นดำเนินการในคลาส 1 คอยล์สั่งงานของไดรฟ์เชื่อมต่อกับหม้อแปลงกระแสของคลาสความแม่นยำที่ 10 ทำงานในโหมดลัดวงจรของเครือข่ายหลัก

TT วงจรสวิตชิ่ง

ในอุตสาหกรรมไฟฟ้า ส่วนใหญ่จะใช้สายไฟสามหรือสี่สาย เพื่อควบคุมกระแสที่ไหลผ่านพวกมันจะใช้โครงร่างต่าง ๆ เพื่อเชื่อมต่อหม้อแปลงวัด

1. อุปกรณ์ไฟฟ้า

ภาพถ่ายแสดงตัวแปรของการวัดกระแสของวงจรไฟฟ้าสามสายขนาด 10 กิโลโวลต์โดยใช้หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าสองตัว

จะเห็นได้ว่าบัสบาร์เชื่อมต่อเฟสปฐมภูมิ A และ C ถูกยึดเข้ากับขั้วของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าและวงจรทุติยภูมิซ่อนอยู่หลังรั้วและนำจากชุดสายไฟแยกไปยังท่อป้องกันซึ่งถูกส่งไปยังช่องรีเลย์ สำหรับการต่อวงจรเข้ากับแผงขั้วต่อ

หลักการติดตั้งเดียวกันนี้ใช้กับโครงร่างอื่น อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงดังภาพสำหรับโครงข่าย 110 kV

ที่นี่ เปลือกของหม้อแปลงอุปกรณ์จะติดตั้งที่ความสูงโดยใช้แท่นคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีสายดิน ซึ่งเป็นไปตามข้อบังคับด้านความปลอดภัย การเชื่อมต่อของขดลวดปฐมภูมิเข้ากับสายจ่ายไฟนั้นถูกตัดออก และวงจรทุติยภูมิทั้งหมดจะถูกนำออกมาในกล่องที่อยู่ใกล้เคียงพร้อมจุดเชื่อมต่อของขั้วต่อ

การเชื่อมต่อสายเคเบิลของวงจรกระแสทุติยภูมิได้รับการปกป้องจากผลกระทบเชิงกลภายนอกโดยไม่ได้ตั้งใจด้วยฝาครอบโลหะและแผ่นคอนกรีต

2.ขดลวดทุติยภูมิ

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ตัวนำเอาต์พุตของหม้อแปลงกระแสจะถูกนำมารวมกันเพื่อใช้งานกับอุปกรณ์วัดหรืออุปกรณ์ป้องกัน สิ่งนี้ส่งผลต่อการประกอบวงจร

หากจำเป็นต้องควบคุมกระแสโหลดในแต่ละเฟสโดยใช้แอมมิเตอร์ จะใช้ตัวเลือกการเชื่อมต่อแบบคลาสสิก - วงจรเต็มดาว

ในกรณีนี้ อุปกรณ์แต่ละชิ้นจะแสดงค่าปัจจุบันของเฟส โดยคำนึงถึงมุมระหว่างอุปกรณ์เหล่านั้น การใช้เครื่องบันทึกอัตโนมัติในโหมดนี้สะดวกที่สุดช่วยให้คุณแสดงรูปร่างของไซน์ซอยด์และสร้างไดอะแกรมเวกเตอร์ของการกระจายโหลดตามนั้น

บ่อยครั้งที่ตัวป้อนขาออก 6 ÷ 10 kV เพื่อประหยัดไม่ได้ติดตั้งหม้อแปลงวัดกระแสสามตัว แต่สองตัวโดยไม่ต้องใช้หนึ่งเฟส B กรณีนี้แสดงในรูปภาพด้านบน ให้คุณเสียบแอมมิเตอร์เข้ากับวงจรสตาร์ที่ไม่สมบูรณ์

เนื่องจากการกระจายกระแสของอุปกรณ์เพิ่มเติมปรากฎว่าผลรวมเวกเตอร์ของเฟส A และ C ปรากฏขึ้นซึ่งตรงข้ามกับเวกเตอร์ของเฟส B ในโหมดโหลดสมมาตรของเครือข่าย

กรณีของการสลับหม้อแปลงวัดกระแสสองตัวเพื่อตรวจสอบกระแสของสายด้วยรีเลย์แสดงในภาพด้านล่าง

โครงร่างนี้ช่วยให้สามารถควบคุมโหลดที่สมดุลและไฟฟ้าลัดวงจรสามเฟสได้อย่างเต็มที่ เมื่อเกิดการลัดวงจรแบบสองเฟส โดยเฉพาะ AB หรือ BC ความไวของตัวกรองดังกล่าวจะถูกประเมินต่ำเกินไป

รูปแบบทั่วไปสำหรับการตรวจสอบกระแสลำดับศูนย์ถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อหม้อแปลงวัดกระแสในวงจรเต็มดาวและขดลวดของรีเลย์ควบคุมกับสายกลางที่รวมกัน

กระแสที่ไหลผ่านขดลวดถูกสร้างขึ้นโดยการเพิ่มเวกเตอร์สามเฟส ในโหมดสมมาตรจะมีความสมดุลและในระหว่างการเกิดไฟฟ้าลัดวงจรเฟสเดียวหรือสองเฟสส่วนประกอบที่ไม่สมดุลจะถูกปล่อยออกมาในรีเลย์

ลักษณะการทำงานของการวัดหม้อแปลงกระแสและวงจรทุติยภูมิ

การสลับการทำงาน

ในระหว่างการทำงานของหม้อแปลงกระแสจะมีการสร้างสมดุลของฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งเกิดจากกระแสในขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ ด้วยเหตุนี้ จึงมีความสมดุลในขนาด ตรงข้ามกัน และชดเชยอิทธิพลของ EMF ที่สร้างขึ้นในวงจรปิด .

หากขดลวดปฐมภูมิเปิดอยู่ กระแสจะหยุดไหลผ่านและวงจรทุติยภูมิทั้งหมดจะถูกตัดการเชื่อมต่อ แต่ไม่สามารถเปิดวงจรทุติยภูมิได้เมื่อกระแสผ่านปฐมภูมิ มิฉะนั้น ภายใต้การกระทำของฟลักซ์แม่เหล็กในขดลวดทุติยภูมิ แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นซึ่งไม่ได้ใช้กับการไหลของกระแสในวงปิดที่มีความต้านทานต่ำ แต่ใช้ในโหมดสแตนด์บาย

สิ่งนี้นำไปสู่การปรากฏตัวของหน้าสัมผัสเปิดที่มีศักยภาพสูงซึ่งสูงถึงหลายกิโลโวลต์และสามารถทำลายฉนวนของวงจรทุติยภูมิรบกวนการทำงานของอุปกรณ์และทำให้เจ้าหน้าที่บริการได้รับบาดเจ็บทางไฟฟ้า

ด้วยเหตุนี้ การสลับวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าทั้งหมดจึงดำเนินการตามเทคโนโลยีที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดและอยู่ภายใต้การดูแลของผู้บังคับบัญชาเสมอ โดยไม่รบกวนวงจรปัจจุบัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ใช้:

• เทอร์มินอลบล็อคชนิดพิเศษที่ให้คุณติดตั้งไฟฟ้าลัดวงจรเพิ่มเติมได้ในช่วงระยะเวลาที่หยุดให้บริการ

• การทดสอบบล็อกปัจจุบันด้วยจัมเปอร์สั้น

• การออกแบบคีย์พิเศษ

เครื่องบันทึกสำหรับกระบวนการฉุกเฉิน

เครื่องมือวัดแบ่งตามประเภทของพารามิเตอร์การแก้ไขสำหรับ:

• สภาพการทำงานที่กำหนด

• การเกิดกระแสเกินในระบบ

องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนของอุปกรณ์บันทึกรับรู้สัญญาณขาเข้าโดยตรงตามสัดส่วนและแสดงผลด้วย หากมีการป้อนค่าปัจจุบันที่อินพุตโดยมีการบิดเบือนข้อผิดพลาดนี้จะถูกนำมาใช้ในการอ่าน

ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อวัดกระแสฉุกเฉิน แทนที่จะเชื่อมต่อกับแกนกลางของการป้องกันของหม้อแปลงกระแส ไม่ใช่การวัด

อ่านเกี่ยวกับอุปกรณ์และหลักการทำงานของการวัดหม้อแปลงแรงดันได้ที่นี่: การวัดหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าในวงจรสำหรับการป้องกันรีเลย์และระบบอัตโนมัติ