Sissejuhatus
Voolutrafo (CT) on oluline instrumenditrafo, mida kasutatakse elektrisüsteemide mõõtmiseks, jälgimiseks ja kaitsmiseks. Selle põhiülesanne on muundada kõrge primaarvool madalamaks sekundaarvooluks, mida saab ohutult ühendada arvestite, seireseadmete ja kaitsereleedega.
Elektrirakenduse jaoks õige CT valimiseks on oluline mõista selle põhiomadusi. Need omadused määravad kindlaks, kui täpselt ja usaldusväärselt CT toimib tavalistes töötingimustes ja kaitserakenduste puhul ebanormaalsetes või rikketingimustes.
Olulisemate omaduste hulka kuuluvad voolusuhe, primaar- ja sekundaarvool, täpsusklass, koormus, sagedus, isolatsioonitase, ergastusomadused, küllastusvõime, polaarsus ja rakenduse tüüp.
1. Praegune teisendussuhe
Voolu teisendussuhe on CT üks põhilisi omadusi.
See näitab suhet nimiprimaarvoolu ja nimisekundaarvoolu vahel.
Näiteks 500/5A nimivooluga CT on kavandatud andma ligikaudu 5A sekundaarvoolu, kui primaarvool on nimitingimustes 500A.
Muud levinud suhted hõlmavad 100/5A, 200/5A, 400/5A, 600/5A ja 1000/5A.
Suhe tuleks valida vastavalt eeldatavale primaarvoolule ja ühendatud mõõte- või kaitseseadmete nõuetele.
2. Nimiprimaarvool
Primaarvoolu nimivool on primaarvoolu väärtus, mille jaoks CT on ette nähtud töötama kindlaksmääratud tingimustel.
Tavaliselt väljendatakse seda amprites.
Näiteks 600/5A CT puhul on nimiprimaarvool 600A.
Sobiva nimivoolu valimine on oluline, kuna CT peaks vastama eeldatavale elektrikoormusele ja töötingimustele.
Kui CT on tegeliku koormuse jaoks märkimisväärselt ülemõõduline, ei pruugi mõõtmistulemus mõne rakenduse puhul olla optimaalne. Kui primaarvool ületab regulaarselt CT nimiväärtust, muutuvad oluliseks soojus- ja täpsuskaalutlused.
3. Nimisekundaarvool
Nimisekundaarvool on vool, mida CT on ette nähtud andma, kui primaarvool saavutab nimiväärtuse.
Tavalised teisesed reitingud hõlmavad 1A ja 5A.
Näiteks:
* 400/5A CT → 5A nimisekundaarvool
* 1000/5A CT → 5A nimisekundaarvool
* 400/1A CT → 1A nimisekundaarvool
Teisene reiting peab ühilduma ühendatud arvesti, relee või seireseadmega.
4. Täpsusklass
Täpsusklass kirjeldab CT eeldatavat mõõtmistulemust kindlaksmääratud töötingimustes.
Erinevad rakendused nõuavad erinevat täpsustaset.
Mõõte-CT-d on loodud pakkuma täpset voolumõõtmist energiaarvestite ja seiresüsteemide jaoks.
Kaitse-CT-d on loodud säilitama sobivat jõudlust rikete ajal, et kaitsereleed saaksid kasulikku teavet.
Seetõttu tuleks vastavalt CT eesmärgile valida sobiv täpsusklass.
5. Koormus
Koormus on veel üks oluline omadus.
See tähistab CT sekundaarahelaga ühendatud koormust ja hõlmab üldiselt arvestite, releede, kaablite, klemmide ja muude sekundaarsete seadmete impedantsi.
Kui tegelik koormus ületab CT nimikoormust, ei pruugi CT säilitada oma määratud täpsust või jõudlust.
Sel põhjusel tuleks CT valikul arvestada ühendatud sekundaarseadmeid ja kaabli pikkust.
6. Sagedushinnang
Nimisagedus näitab sagedust, mille jaoks CT on kavandatud.
Tavalised toite{0}}süsteemi sagedused hõlmavad 50 Hz ja 60 Hz.
CT peaks sobima selle elektrisüsteemi sagedusega, kuhu see on paigaldatud.
Sagedus mõjutab südamiku magnetilist käitumist ja võib seetõttu mõjutada CT jõudlust.
7. Isolatsioonitase
Isolatsioonitase on eriti oluline kesk{0}}- ja kõrge{1}}pinge CT-de puhul.
CT isolatsioonisüsteem peab taluma süsteemi tavapärast tööpinget ja kehtivaid elektrilisi pingeid.
Isolatsiooni jõudlus sõltub CT konstruktsioonist, materjalidest, keskkonnatingimustest ja pingetasemest.
Usaldusväärseks ja ohutuks tööks on oluline korralik isolatsioon.
8. Ergastusomadused
Ergastuskarakteristikud kirjeldavad suhet CT sekundaarvoolule rakendatud pinge ja magnetsüdamiku poolt nõutava ergutusvoolu vahel.
Need annavad kasulikku teavet CT magnetilise käitumise kohta.
Ergastusomadused on kaitse-CT-de jaoks eriti olulised, kuna need võivad aidata määrata punkti, mil tuum läheneb küllastumisele.
Ergastusomaduste testimine võib samuti aidata tuvastada teatud probleeme magnetahelaga.
9. Küllastusjõudlus
CT-l peavad olema kavandatud rakenduse jaoks sobivad küllastusomadused.
Küllastus tekib siis, kui magnettuum ei suuda enam säilitada proportsionaalset suhet magnetvoo ja ergastuse vahel.
Rikke ajal võib primaarvool muutuda väga kõrgeks. Kui CT küllastub liiga palju, võib sekundaarvoolu lainekuju moonduda.
Mõõtmisrakenduste puhul võib küllastus põhjustada mõõtmisvigu.
Kaitserakenduste puhul võib liigne küllastus mõjutada kaitsereleede poolt vastuvõetud voolusignaali.
Seetõttu tuleb kaitse-CT valimisel arvestada küllastusvõimega.
10. Polaarsus
CT polaarsus tuvastab voolu suhtelise suuna primaar- ja sekundaarklemmides.
Õige polaarsus on oluline, kui CT-d on ühendatud arvestite, kaitsereleede või mitme CT-ahelaga.
Vale polaarsus võib teatud kaitseskeemides põhjustada valesid võimsuse mõõtmisi või soovimatut käitumist.
Seetõttu on CT-klemmid tavaliselt märgistatud, et näidata nende polaarsust ja ühenduse orientatsiooni.
11. Esmane ja sekundaarne konfiguratsioon
Voolutrafod on saadaval erinevates füüsilistes ja elektrilistes konfiguratsioonides.
Levinud kujundused hõlmavad järgmist:
* Rõnga{0}}tüüpi CT
* Aken{0}}tüüpi CT
* Split{0}}core CT
* Riba{0}}tüüpi CT
* Haava{0}}tüüpi CT
* Toroidaalne CT
Sobiv konstruktsioon sõltub juhtme paigutusest, olemasolevast paigalduspinnast, voolutasemest ja rakendusnõuetest.
Näiteks võib jagatud{0}}südamiku CT olla kasulik moderniseerimiseks, kus olemasolevat juhti ei saa kergesti lahti ühendada.
12. Mõõtmisulatus
Kasulik mõõtmisvahemik on veel üks oluline CT omadus.
CT tuleks valida nii, et selle kavandatud töövool jääks sobiva täpsuse vahemikku.
Mõõtmisrakenduste puhul võib mõõtevahemik olla eriti oluline, kuna tegelik koormus võib päeva jooksul oluliselt erineda.
Sobiva suhte valimine aitab tagada, et CT suudab pakkuda kasulikke mõõtmisi kogu eeldatavas tööpiirkonnas.
13. Soojusjõudlus
CT-d läbiv vool toodab soojust ja CT peab suutma ohutult töötada oma määratud termilistes piirides.
Soojusjõudlus sõltub sellistest teguritest nagu primaarvool, sekundaarne koormus, ümbritseva õhu temperatuur, juhtmete paigutus ja ventilatsioon.
Kõrgetemperatuurilisse{0}}jaotuskappi paigaldatud CT võib kogeda teistsuguseid termilisi tingimusi kui hästiventileeritavasse keskkonda paigaldatud CT.
Seetõttu tuleks valiku tegemisel arvestada töökeskkonda.
14. Mehaanilised ja keskkonnaomadused
CT jõudlus sõltub ka trafo paigaldamise tingimustest.
Oluliste keskkonnategurite hulka kuuluvad:
* Temperatuur
* Niiskus
* Tolm
* Reostus
* Vibratsioon
* Korrosioon
* Kõrgus merepinnast
* Paigaldamine sise- või välistingimustesse
Paigalduskeskkonda peaks sobima ka mehaaniline konstruktsioon.
Näiteks välistingimustes kasutamiseks võib vaja minna sobiva ümbrise ja keskkonnakaitsega CT-d.
15. Mõõtmis- või kaitserakendus
Üks olulisemaid omadusi on kavandatud rakendus.
Mõõte-CT on optimeeritud täpseks mõõtmiseks.
Kaitse-CT on loodud pakkuma sobivat jõudlust kõrge{0}}voolu ja rikke korral.
Neil kahel tüübil võivad olla erinevad põhikonstruktsioonid, täpsusomadused ja jõudlusnõuded.
Seetõttu ei tohiks CT-d kunagi valida ainult praeguse suhte alusel. Kaaluda tuleb ka kavandatud rakendust.
16. Teisese vooluahela ohutus
Sekundaarahel on CT töö teine oluline omadus.
Kui primaarvool voolab, tuleb CT sekundaarvool korralikult ühendada ettenähtud koormusega või seda tuleb käsitseda vastavalt kinnitatud lühisprotseduuridele.
Pingestatud CT sekundaarseadet ei tohiks juhuslikult avada, kuna võib tekkida ohtlik pinge.
Õige sekundaarjuhtmestik, maandus, klemmi identifitseerimine ja hooldusprotseduurid on seetõttu ohutuks tööks hädavajalikud.
Kuidas valida CT selle omaduste põhjal
Voolutrafot valides peaksid kasutajad hindama mitut omadust koos:
1. Primaarvoolu nimivool
2. Nimisekundaarvool
3. Voolusuhe
4. Täpsusklass
5. Koormus
6. Sagedus
7. Isolatsiooni tase
8. Küllastusomadused
9. Paigalduse tüüp
10. Keskkonnatingimused
11. Mõõtmis- või kaitsenõuded
12. Ühendatud seadmed
Kõigi nende parameetrite arvestamine aitab tagada, et CT sobib elektrisüsteemiga ja tagab usaldusväärse jõudluse.
Järeldus
Voolutrafo põhiomadused määravad, kui hästi see suudab mõõta, jälgida ja toetada elektrisüsteemi kaitset.
Olulised omadused hõlmavad CT suhet, primaarvoolu nimivoolu, sekundaarvoolu nimivoolu, täpsusklassi, koormust, sagedust, isolatsioonitaset, ergastusomadusi, küllastusvõimet, polaarsust, soojuslikku jõudlust ja füüsilist ehitust.
Õige CT tuleks valida tervikliku rakenduse, mitte ühe parameetri järgi. Sobitades CT karakteristikud elektrisüsteemi, ühendatud seadmete ja paigalduskeskkonnaga, saavad kasutajad saavutada täpsemaid mõõtmisi, usaldusväärset jälgimist ja tõhusat elektrikaitset.