Strom- und Spannungsmesswandler – Projekte, technische Eigenschaften

Instrumentenstrom- und Spannungswandler dienen dazu, Primärströme und -spannungen auf Werte zu reduzieren, die für den Anschluss von Messgeräten, Schutzrelais und Automatisierungsgeräten am bequemsten sind. Der Einsatz von Messtransformatoren gewährleistet die Sicherheit der Arbeitnehmer, da Hoch- und Niederspannungskreise getrennt sind, und ermöglicht zudem eine Vereinheitlichung des Aufbaus von Geräten und Relais.

Stromwandler werden klassifiziert:

• konstruktionsbedingt – Hülse, eingebaut, durchgehend, Stütze, Schiene, abnehmbar;

• Art der Installation – extern, für geschlossene und vollständige Verteilergeräte;

• die Anzahl der Transformationsstufen – einstufig und kaskadenförmig;

• Transformationskoeffizienten – mit einem oder mehreren Werten;

• die Anzahl und der Zweck der Sekundärwicklungen.

Buchstabenbezeichnungen:

• T – Stromwandler;

• F – mit Porzellanisolierung;

• H – Außenmontage;

• K – Kaskade, mit Kondensatorisolierung oder Spule;

• P – Kontrollpunkt;

• O – Single-Turn-Stab;

• Ш – Single-Turn-Bus;

• B-luftisoliert, eingebaut oder wassergekühlt;

• L – mit Gussisolierung;

• M-ölgefüllt, modernisiert oder klein;

• P – für Relaisschutz;

• D – für Differentialschutz;

• H – zum Schutz vor Erdschlüssen.

Technische Eigenschaften von Stromwandlern

Bemessungsprimär- und Sekundärstrom von Stromwandlern

Stromwandler zeichnen sich durch einen Primärnennstrom Inom1 (die Standardskala der Primärnennströme enthält Werte von 1 bis 40.000 A) und einen Sekundärnennstrom Inom2 aus, der mit 5 oder 1 A angenommen wird. Das Verhältnis des Primärnennstroms zum Bemessungssekundärstrom beträgt der Übersetzungskoeffizient KTA = Inom1 / Inom2

Stromfehlerstromwandler

Stromwandler zeichnen sich durch einen Stromfehler ∆I = (I2K-I1) * 100 / I1 (in Prozent) und einen Winkelfehler (in Minuten) aus. Je nach Stromfehler werden Messstromwandler in fünf Genauigkeitsklassen eingeteilt: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Der Name der Genauigkeitsklasse entspricht dem Stromgrenzfehler des Stromwandlers bei einem Primärstrom von 1-1,2 Nennstrom. Für Labormessungen sind Stromwandler der Genauigkeitsklasse 0,2 vorgesehen, zum Anschluss von Stromzählern Stromwandler der Klasse 0,5, zum Anschluss von Einbaumessgeräten der Klassen 1 und 3.

Laststromwandler

Die Stromwandlerlast ist die Impedanz des externen Stromkreises Z2, ausgedrückt in Ohm. Die Widerstände r2 und x2 repräsentieren den Widerstand von Geräten, Leitungen und Kontakten. Die Transformatorbelastung kann auch durch die Scheinleistung S2 V * A charakterisiert werden.Unter Nennlast des Stromwandlers Z2nom versteht man eine Last, bei der Fehler die für Transformatoren dieser Genauigkeitsklasse festgelegten Grenzen nicht überschreiten. Der Wert von Z2nom ist in den Katalogen angegeben.

Elektrodynamischer Widerstand von Stromwandlern

Der elektrodynamische Widerstand von Stromwandlern wird durch den Nennstrom des dynamischen Widerstands Im.din.oder durch das Verhältnis kdin = charakterisiert. Der thermische Widerstand wird durch den thermischen Nennstrom It oder durch das Verhältnis kt = It / I1nom und die zulässige Zeit bestimmt des Stehstroms tt.

Stromwandlerkonstruktionen

Stromwandler werden konstruktionsbedingt durch Wicklung, Single-Turn (Typ TPOL) und Multi-Turn mit Harzguss (Typ TPL und TLM) unterschieden. Der Transformator vom Typ TLM ist für Verteilergeräte vorgesehen und wird strukturell mit einem der Steckverbinder des Primärkreises der Zelle kombiniert.

Für hohe Ströme werden Transformatoren vom Typ TShL und TPSL verwendet, bei denen die Sammelschiene die Rolle der Primärwicklung übernimmt. Der elektrodynamische Widerstand solcher Stromwandler wird durch den Sammelschienenwiderstand bestimmt.

Für Freiluftschaltanlagen werden Transformatoren vom Typ TFN im Porzellangehäuse mit Papier-Öl-Isolierung und Kaskadentransformatoren vom Typ TRN hergestellt. Für den Relaisschutz gibt es spezielle Ausführungen. An den Klemmen von Öltankschaltern und Leistungstransformatoren mit einer Spannung von 35 kV und mehr werden eingebaute Stromwandler installiert. Unter sonst gleichen Bedingungen ist ihr Fehler größer als der von freistehenden Transformatoren.

Technische Eigenschaften von Instrumentenspannungswandlern

Nennprimär- und Sekundärspannung von Instrumentenspannungswandlern

Spannungswandler zeichnen sich durch die Nennwerte der Primärspannung, der Sekundärspannung (meist 100 V), Transformationsfaktor K = U1nom / U2nom. Abhängig vom Fehler werden folgende Genauigkeitsklassen von Spannungswandlern unterschieden: 0,2; 0,5; 1:3.

Belastung des Spannungswandlers

Die Sekundärlast des Spannungswandlers ist die Leistung des externen Sekundärkreises. Unter Nennsekundärlast versteht man die größte Last, bei der der Fehler die für Transformatoren einer bestimmten Genauigkeitsklasse festgelegten zulässigen Grenzen nicht überschreitet.

Projekte für Spannungswandler

In Anlagen mit Spannungen bis 18 kV, dreiphasig und Einphasentransformatoren, bei höheren Spannungen – nur einphasig. Bei Spannungen bis 20 kV gibt es eine Vielzahl von Spannungswandlertypen: Trocken (NOS), Öl (NOM, ZNOM, NTMI, NTMK), Harzguss (ZNOL). Es ist notwendig, einphasige Zweiwicklungstransformatoren NOM von einphasigen Dreiwicklungstransformatoren ZNOM zu unterscheiden. Transformatoren der Typen ZNOM -15, -20 -24 und ZNOL -06 werden in Komplettbusse leistungsstarker Generatoren eingebaut. In Anlagen mit einer Spannung von 110 kV und mehr werden Spannungswandler vom Kaskadentyp NKF und kapazitive Spannungsteiler NDE eingesetzt.

Schaltpläne eines Spannungswandlers

Je nach Einsatzzweck können unterschiedliche Spannungswandler-Schaltschemata eingesetzt werden. Zwei im unvollständigen Dreieck geschaltete einphasige Spannungswandler können zwei Netzspannungen messen.Ein ähnliches Schema wird für den Anschluss von Messgeräten und Wattmetern empfohlen. Zum Messen Leitungs- und Phasenspannung Es können drei einphasige Transformatoren (ZNOM, ZNOL) verwendet werden, die nach dem „Stern-Stern“-Schema oder dreiphasigen Typ NTMI angeschlossen sind. Einphasige Dreiwicklungstransformatoren der Typen ZNOM und NKF werden ebenfalls in einer Dreiphasengruppe geschaltet.

Vom Anschluss von Messgeräten an dreiphasige Spannungswandler wird abgeraten, da diese meist über ein asymmetrisches Magnetsystem und einen erhöhten Fehler verfügen. Zu diesem Zweck wird empfohlen, eine Gruppe von zwei Einphasentransformatoren zu installieren, die in unvollständigem Dreieck geschaltet sind.

Spannungswandler werden entsprechend den Bedingungen Uset ≤U1nom, S2≤ S2nom in der vorgesehenen Genauigkeitsklasse ausgewählt. Nehmen Sie für S2nom die Leistung der drei Phasen von einphasigen Spannungstransformatoren, die in einer Sternschaltung angeschlossen sind, und die doppelte Leistung eines einphasigen Transformators, der in einer unvollständigen Dreiecksschaltung angeschlossen ist.