Проверка коэффициента трансформации трансформатора тока: методы, ошибки и руководство по контрольному списку на местах

Каждая схема защиты и измерения начинается с номера на паспортной табличке. Трансформатор тока 1000/5 обещает преобразование двадцать к одному, и все исследование координации реле построено на этом обещании. Проверка коэффициента трансформации трансформатора тока — это просто момент истины: он подает известный ток или напряжение на одну обмотку, измеряет то, что выходит из другой, и сравнивает результат с паспортной табличкой. Если все сделано правильно, это подтверждает, что трансформатор тока, его проводка и вторичные цепи исправны. Если сделать это небрежно, неправильное соотношение может спокойно оставаться в системе до тех пор, пока не появится ток повреждения, и реле либо не выйдет из строя, либо сработает, когда оно не должно.

Что на самом деле подтверждает измерение коэффициента трансформации трансформатора тока

По своей сути трансформатор тока ведет себя как любой другой трансформатор: количество витков между первичной и вторичной обмотками определяет соотношение между двумя обмотками. Поскольку первичная обмотка фактически представляет собой один виток или небольшое количество витков, пропускающих полный ток линии, вторичная обмотка обеспечивает уменьшенную копию, обычно 5 А или 1 А при номинальном первичном токе. Тест на соотношение проверяет две вещи одновременно. Во-первых, передаточное число соответствует заявленному на паспортной табличке. Во-вторых, магнитная цепь по-прежнему ведет себя достаточно хорошо при испытательном токе, чтобы выдавать чистый, измеримый выходной сигнал.

Инженеры обычно проводят этот тест по одной из трех причин. При вводе в эксплуатацию новой подстанции каждый ТТ должен быть проверен перед включением защиты. Во время планового технического обслуживания отклонение измеренного соотношения указывает на короткое замыкание витков, ослабление клеммных соединений или наличие влаги в изоляции. И при поиске неисправности, когда реле сработало неправильно или счетчик зафиксировал энергию, которая не суммируется.

Какой бы ни была причина, тесту нужна точка отсчета. Номинальное соотношение указывается на паспортной табличке, например 400/5 или 1000/5. Измеренное соотношение — это то, что вы на самом деле вводите и наблюдаете. Разница между ними, выраженная в процентах, представляет собой погрешность соотношения, которая определяет, соответствует ли трансформатор тока своему классу точности.

Два проверенных временем метода: первичное впрыскивание и вторичное напряжение

На практике существует два основных подхода плюс третий, автоматизирующий оба.

Первичная подача тока

Источник сильного тока подает известный ток в первичную обмотку, в то время как выходной сигнал считывается на вторичной обмотке. Коэффициент представляет собой просто подаваемый первичный ток, деленный на измеренный вторичный ток. Это наиболее убедительный тест, когда вы хотите проверить всю петлю, поскольку все провода, клеммы и закорачивающие перемычки находятся внутри измерительной цепи. Следите за насыщением: если вы подаете ток намного ниже номинального, измеренное соотношение может немного отклоняться, поэтому держите подачу в разумных пределах номинала трансформатора тока или примите умеренную экстраполяцию.

Метод вторичного напряжения

На первичную обмотку подается низкое переменное напряжение, а на вторичной обмотке измеряется индуцированное напряжение. Коэффициент напряжения соответствует коэффициенту трансформации, поэтому для быстрого и точного получения коэффициента трансформации не требуется большой ток. Это отличный стендовый метод проверки и удобный метод в полевых условиях, когда первичную цепь невозможно разомкнуть или нет в наличии сильноточного комплекта. Однако ни в коем случае нельзя оставлять вторичную обмотку разомкнутой, поскольку на клеммах может возникнуть опасное напряжение.

Современные автоматические анализаторы ТТ объединяют эти проверки за один проход и вычисляют коэффициент, полярность, точку перегиба возбуждения и вторичную нагрузку в соответствии со стандартами IEC 61869-2 или IEEE C57.13, что экономит значительное время при напряженном графике ввода в эксплуатацию.

Источники ошибок, которые искажают показания

Если показание соотношения не соответствует паспортной табличке, есть несколько распространенных виновников, которые следует исключить, прежде чем осуждать CT.

• Вторичная нагрузка - реле, счетчики, клеммные колодки и проводка потребляют ток, а чрезмерная нагрузка сдвигает рабочую точку вверх по кривой ошибки.
• Ток возбуждения - ветвь намагничивания вносит погрешность в каждый метод, и она становится наиболее заметной при значительном значении ниже номинального первичного тока.
• Рассеянные магнитные поля - Токоизмерительные клещи, расположенные рядом с тяжелыми инжекционными кабелями, могут улавливать поля обратного пути и близлежащих проводников.
• Тестовые провода - провода недостаточного размера или слишком длинные приводят к увеличению падения напряжения, что особенно важно при методе измерения напряжения.
• Остаточность - Остаточное намагничивание, оставшееся после предыдущего испытания с высоким током или постоянным током, смещает сердечник и смещает показания.
• Контактное сопротивление - одиночная незакрепленная вторичная клемма может привести к гораздо большей ошибке, чем предполагает ее внешний вид.

Интерпретация результата: ошибка соотношения, класс и полярность

Арифметика проста: погрешность коэффициента в процентах равна измеренному коэффициенту минус номинальный коэффициент, разделенному на номинальное соотношение, умноженному на сто. Для измерительных сердечников обычно допустимо отклонение в пределах примерно плюс-минус 0,5 процента, тогда как для устройств класса 0,2 требуется более жесткий контроль. Защитные сердечники допускают более широкое отклонение коэффициента, но они все равно должны соответствовать характеристикам возбуждения. Практическое правило заключается в том, что все, что превышает 1 процент, заслуживает расследования, а все, что превышает 5 процентов, обычно указывает на короткое замыкание, неправильное подключение или ответвление, не соответствующее рисунку.

Соотношение — это только один пункт в списке. Полярность, кривая возбуждения или насыщения, сопротивление изоляции, сопротивление обмотки и вторичная нагрузка вместе образуют полный комплект для ввода в эксплуатацию ТТ, поэтому современные испытательные комплекты запускают их последовательно. Особого упоминания заслуживает полярность: если S1 и S2 перепутаны, дифференциальное реле увидит несуществующий ток и сможет работать без каких-либо неисправностей.

Как тестирование соотношения вписывается в комплексное распределительное оборудование

Тест на соотношение редко проводится изолированно. Это происходит внутри ячейки распределительного устройства, на подстанции коробчатого типа или рядом с распределительным трансформатором, где вторичные цепи являются общими, а нагрузка представляет собой сумму каждой подключенной нагрузки. Эта реальность определяет способ сборки и тестирования всего оборудования. Например, масляный распределительный трансформатор с переключением под нагрузкой имеет свои собственные вводные трансформаторы тока и собственную систему защиты, а методы, используемые для проверки этих трансформаторов тока, идентичны тем, которые используются для автономных блоков в ячейке.

Масляный распределительный трансформатор с переключением ответвлений под нагрузкой Масляный распределительный трансформатор с переключением под нагрузкой имеет высококачественный ламинированный сердечник из кремниевой стали и обмотки из бескислородной меди со стабильной структурой. Посмотреть продукт →

Если трансформатор тока работает на масляном оборудовании, имеет смысл включить электрические испытания в более широкий план капитального ремонта: анализ масла, проверка прокладок, записи тенденций и повторная проверка защиты — все это относится к одному и тому же периоду простоя, точно так, как описано в этих Рекомендации по техническому обслуживанию масляного трансформатора .

Та же логика применима и к оборудованию с воздушной изоляцией. Распределительный трансформатор сухого типа, питающий коммерческую или промышленную нагрузку, обычно защищен трансформаторами тока, коэффициент трансформации, класс и нагрузка которых выбраны в соответствии с нижестоящим реле, поэтому проверка коэффициента трансформации при вводе в эксплуатацию защищает инвестиции во всю сборку.

Распределительный трансформатор сухого типа Распределительный трансформатор сухого типа имеет изоляционную конструкцию, отлитую из эпоксидной смолы, которая нетоксична, огнестойка, безопасна и экологически безопасна с высоким уровнем безопасности. Посмотреть продукт →

В той точке, где фактически находится трансформатор тока, распределительное устройство среднего напряжения решает, насколько оно будет доступно для будущих испытаний. Ячейки, спроектированные с соответствующими отсеками для трансформаторов тока и четко обозначенными вторичными клеммами, делают рутинную проверку короткой и безопасной работой, а не простоем на целый день.

KYN28 Высоковольтное распределительное устройство среднего монтажа Распределительное устройство среднего напряжения KYN28 имеет съемную закрытую конструкцию с металлической броней. Распределительное устройство имеет прозрачные внутренние отсеки и надежный сейф... Посмотреть продукт →

Практический контрольный список на местах

1. Работайте по паспортной табличке и последнему отчету об испытаниях; обратите внимание на номинальное соотношение, класс точности и номинальную нагрузку.
2. Изолируйте трансформатор тока, разомкните первичную обмотку, где это возможно, и убедитесь, что вторичная обмотка закорочена или подключена к известной нагрузке.
3. Перед проведением измерений записывайте условия окружающей среды, особенно температуру и влажность.
4. Введите достаточно высокий уровень, чтобы избежать нижнего края кривой ошибки, и повторите в двух или трех точках.
5. Считайте вторичный выходной сигнал с помощью прибора, соответствующего ожидаемому значению, вместо того, чтобы полагаться на показания одного зажима.
6. Сравните измеренное соотношение с паспортной табличкой и запишите процентное отклонение.
7. Проверьте полярность в том же сеансе, используя импульс постоянного тока или функцию анализатора.
8. Восстановите вторичную цепь, удалите замыкающие связи и занесите результат в историю актива.

Проверка коэффициента трансформации тока занимает меньше времени, чем почти любая другая задача в графике ввода в эксплуатацию, но при этом она лежит в основе каждого решения, которое система защиты впоследствии примет. Подтверждение соотношения, полярности и нагрузки означает, что реле воспринимает ток так, как предполагалось. Пропуск этого пункта оставляет компромисс, который остается невидимым до тех пор, пока однажды он не станет самым важным.