Aké sú nevýhody použitia transformátora prúdového prístroja?

Ahoj! Ako dodávateľ prúdových prístrojových transformátorov som bol v úzadí a denno-denne som sa s týmito zariadeniami zaoberal. Aj keď sú veľmi užitočné v mnohých elektrických aplikáciách, je dôležité vedieť aj o ich nevýhodách. Poďme sa teda pozrieť na nevýhody používania transformátora prúdových nástrojov.

Obmedzenia presnosti

Jedným z hlavných problémov s transformátormi prúdových prístrojov je ich presnosť. Tieto transformátory majú poskytovať výstupný prúd, ktorý je v pevnom pomere k primárnemu prúdu. Ale v skutočnom svete veci nie vždy idú podľa plánu.

Existuje niekoľko faktorov, ktoré narúšajú ich presnosť. Po prvé, bremeno. Záťaž je v podstate záťaž pripojená na sekundárnu stranu transformátora. Ak je zaťaženie príliš vysoké alebo príliš nízke v porovnaní s tým, na čo je transformátor navrhnutý, presnosť môže byť prepadnutá. Napríklad, ak používate aMontážny transformátor prúdu na prípojnicua pripojená záťaž nie je v špecifikovanom rozsahu, výstupný prúd nebude presne reprezentovať primárny prúd.

Ďalším faktorom je frekvencia. Prúdové prístrojové transformátory sú zvyčajne navrhnuté tak, aby pracovali pri určitej frekvencii, zvyčajne 50 alebo 60 Hz. Ak sa frekvencia primárneho prúdu odchyľuje od tejto navrhnutej frekvencie, môže to ovplyvniť presnosť. Problémy môžu spôsobiť aj nesínusové tvary vĺn, ktoré sú bežné v moderných elektrických systémoch s množstvom elektronických zariadení. Tieto priebehy majú harmonické a transformátor nemusí reagovať na tieto harmonické rovnako ako na základnú frekvenciu, čo vedie k chybám merania.

Problémy so saturáciou

Saturácia je pre Current Instrument Transformers skutočnou bolesťou v krku. Keď je primárny prúd príliš vysoký, magnetické jadro transformátora sa môže nasýtiť. Zjednodušene povedané, magnetické jadro už nezvládne ďalší magnetický tok a to spôsobuje skreslenie výstupného prúdu.

Počas saturácie sa výstupný prúd nezvyšuje lineárne s primárnym prúdom. Namiesto toho sa vyrovná alebo môže dokonca vykazovať nejaké zvláštne hroty. To je obrovský problém, pretože to môže viesť k nesprávnym meraniam a poruchám ochrany. Napríklad v schéme ochrany napájacieho systému, ak sa transformátor prúdu počas poruchy nasýti, ochranné relé nemusí fungovať správne, čo môže viesť k poškodeniu zariadenia alebo dokonca k výpadku napájania.

Riziko nasýtenia je vyššie v transformátoroch s menšou veľkosťou jadra alebo v tých, ktoré sú navrhnuté pre nižšie menovité prúdy. ANízkonapäťový transformátor 0,72 kvmôže byť náchylnejší na saturáciu, ak je náhle vystavený veľkému poruchovému prúdu.

Fázový posun

Fázový posun je ďalšou nevýhodou transformátorov prúdových prístrojov. Medzi primárnym prúdom a sekundárnym prúdom je vždy malý fázový rozdiel. Tento fázový posun môže byť problémom v aplikáciách, kde je rozhodujúca presná informácia o fáze, napríklad pri meraní účinníka a niektorých typoch ochrany napájacieho systému.

Fázový posun je spôsobený hlavne magnetizačným prúdom a zvodovou reaktanciou transformátora. Magnetizačný prúd je prúd potrebný na vytvorenie magnetického poľa v jadre a úniková reaktancia je spôsobená magnetickým tokom, ktorý nespája primárne a sekundárne vinutie.

Pri meraní účinníka môže fázový posun v transformátore prúdového prístroja viesť k nesprávnym výpočtom účinníka. To môže mať vplyv na účtovanie energie a účinnosť energetického systému. Ak je napríklad účinník v dôsledku fázového posunu podhodnotený, môže sa stať, že zákazník zaplatí za elektrinu viac, ako by mal.

Náklady a údržba

Poďme sa baviť o nákladoch. Prúdové prístrojové transformátory môžu byť dosť drahé, najmä tie s vysokou presnosťou a veľkými menovitými prúdmi. Náklady na materiály, ako sú vysokokvalitné magnetické jadrá a medené vinutia, sa zvyšujú. A potom sú tu náklady na výrobu, ktoré zahŕňajú presné navíjanie a testovanie, aby sa zabezpečilo, že transformátor spĺňa požadované špecifikácie.

Dôležitým faktorom je aj údržba. Tieto transformátory je potrebné pravidelne kontrolovať a testovať, aby ste sa uistili, že fungujú správne. V priebehu času sa izolácia môže zhoršiť a spoje sa môžu uvoľniť. Ak sa tieto problémy nevyriešia, môžu viesť k problémom s výkonom alebo dokonca k zlyhaniam. Pre aPrúdový transformátor typu prípojnice LvPravidelná údržba je nevyhnutná na zabezpečenie presného merania prúdu a spoľahlivej prevádzky.

Veľkosť a hmotnosť

Prúdové prístrojové transformátory môžu byť dosť objemné a ťažké, najmä tie, ktoré sú navrhnuté pre vysokoprúdové aplikácie. To môže byť problém v inštaláciách s obmedzeným priestorom. Napríklad v kompaktnej skrini rozvádzača môže byť problémom montáž veľkého transformátora prúdového prístroja.

Hmotnosť môže byť problémom aj počas inštalácie a prepravy. Na presun a inštaláciu týchto transformátorov môže byť potrebné špeciálne manipulačné zariadenie, čo zvyšuje celkové náklady a zložitosť projektu.

Obmedzená frekvenčná odozva

Ako už bolo spomenuté, prúdové prístrojové transformátory sú navrhnuté pre špecifický frekvenčný rozsah. Ich frekvenčná odozva je obmedzená a pri frekvenciách mimo tohto rozsahu nemusia dobre fungovať. V moderných elektrických systémoch, s rastúcim využívaním obnoviteľných zdrojov energie a výkonovej elektroniky, je prítomný širší rozsah frekvencií.

Napríklad v solárnom systéme môže menič generovať prúdy s frekvenciami, ktoré sa líšia od štandardných 50 alebo 60 Hz. Ak sa na meranie týchto prúdov použije transformátor prúdového prístroja, nemusí poskytnúť presné výsledky kvôli obmedzenej frekvenčnej odozve.

Záver

Takže tu to máte - hlavné nevýhody použitia transformátora prúdového nástroja. Aj keď tieto problémy môžu byť trochu problematické, je dôležité mať na pamäti, že správnym výberom, inštaláciou a údržbou možno mnohé z týchto problémov minimalizovať.

Ak hľadáte transformátory prúdu a chcete sa dozvedieť viac o tom, ako sa vysporiadať s týmito nevýhodami alebo ktorý typ transformátora je pre vašu aplikáciu najlepší, rád sa porozprávam. Či už potrebujete aMontážny transformátor prúdu na prípojnicu, aNízkonapäťový transformátor 0,72 kv, alebo aPrúdový transformátor typu prípojnice Lv, môžem vám pomôcť so správnym výberom. Oslovte a začnite rozhovor o vašich konkrétnych potrebách.

Referencie

• Electrical Power Systems od CL Wadhwa
• Ochrana energetického systému a spínacie zariadenie od AK Sawhney