Proudové transformátory běžně používané v rozvodnách lze klasifikovat podle jejich pracovního principu, struktury, použití a způsobu instalace. Následuje podrobný úvod do běžných typů transformátorů v rozvodnách, jakož i charakteristik, aplikačních scénářů a průmyslových trendů transformátorů v rozvodnách:
I. Klasifikace podle pracovního principu
Elektromagnetický proudový transformátor (tradiční CT)
Princip: Podle principu elektromagnetické indukce jeden proud vytváří magnetický tok železným jádrem a dvě vinutí indukují proud. Vlastnosti:
Pokročilá technologie, nízká cena a vysoká spolehlivost.
saturace jádra s omezeným dynamickým rozsahem (obvykle menší nebo rovný 30násobku jmenovitého proudu).
Scénáře aplikace:
Vhodné pro měření, jištění a měření rozvoden s napěťovou úrovní 110 kV a nižší.
Například: 10kV jádro rozdělovače CT, vysokonapěťová strana hlavního transformátoru CT.
Elektronický proudový transformátor (ECT)
Jak to funguje: Přímý digitální výstup pomocí optických senzorů, jako je Faradayův efekt nebo Rogowski Coil. Vlastnosti:
Saturace bez jádra, široký dynamický rozsah (až 100násobek jmenovitého proudu).
Malé rozměry, nízká hmotnost, silné anti{0}}elektromagnetické rušení.
Je třeba řešit dlouhodobou-stabilitu a teplotní výkyvy.
Scénáře aplikace:
Inteligentní rozvodny, nové scénáře energetické integrace (např. větrná energie, fotovoltaika).
Příklady: Optické CT v 220kV GIS, CT s Hallovým efektem v HVDC.
II. Podle struktury
Trans (Trans) CT
Struktura: první vodič přímo skrz okno železného jádra, druhé vinutí kolem vinutí železného jádra. Vlastnosti:
Flexibilní instalace, není nutné jediné přerušení.
Vhodné pro vysoký proud (např. sběrnice, kabel).
Scénáře aplikace:
Na vstupním konci 10kV/35kV rozvodných skříní a výstupním konci kondenzátorových bank.
Tubulární CT
Konstrukce: Instaluje se přímo na průchodku transformátoru nebo jističe, hlavní vinutí je průchodkový vodič. Vlastnosti:
Kompaktní a{0}}šetřící místo.
Konstrukce musí odpovídat vybavení a má špatnou univerzálnost.
Scénáře aplikace:
Vysokonapěťová strana hlavního transformátoru, vestavěná-v GIS (Gas Insulated Switchgear).
Autobus ČT
Struktura: Jádro je rozděleno na polovinu a vloženo mezi přípojnici, kterou primární proud generuje magnetický tok. Vlastnosti:
Pro snadnou instalaci není nutné odpojovat přípojnici.
Vhodné pro dovybavení již používaných autobusů.
Scénáře aplikace:
Měření proudu sběrnice po rozšíření kapacity rozvodny.
Sloupce CT
Konstrukce: Jádro a vinutí jsou upevněny na izolačním sloupku a hlavní vodič prochází středem jádra. Vlastnosti:
Vysoká mechanická pevnost, vhodná pro venkovní-tlakové situace.
Malá velikost, vysoká cena.
Scénáře aplikace:
Ochrana trasy 220kV/500kV venkovní rozvodny.
III. Podle účelu
Měření CT
Vyžaduje vysokou přesnost (např. 0,2, 0,5) a nízkou chybu pro měření elektrické energie a monitorování zátěže.
Scénáře aplikace:
Klíčové měřicí body, měření spotřeby elektrické energie závodu.
Ochranné CT
Požadavky: Vysoká odolnost proti nasycení s úrovněmi přesnosti 5P a 10P (např. . 5P20 představuje chybu menší nebo rovnou 5 % při 20násobku jmenovitého proudu) pro nadproudovou ochranu a diferenciální ochranu.
Scénáře aplikace:
Ochrana vedení, ochrana transformátoru, ochrana přípojnic.
Příklad: výstup jističe 220 kV CT.
Měření + ochrana Dvoj-účelové CT
Struktura: Má více sekundárních vinutí, splňuje požadavky na měření a ochranu. Vlastnosti:
Snižte počet CT a snižte náklady.
Je třeba ověřit interakci mezi vinutími.
Scénáře aplikace:
Vstupní skříň rozvoden vysokého a nízkého napětí.
IV. ÚVOD Podle způsobu instalace
Samostatná instalace CT
Konstrukce: Instaluje se samostatně vedle zařízení (např. jističe, sběrnice).
Scénáře aplikace:
CT obvody venkovní rozvodny, CT hlavního transformátoru neutrálního bodu.
Integrované CT
Struktura: Integrace s dalšími zařízeními (jako jsou GIS, jističe). Vlastnosti:
Ušetřete místo a zmenšete místa připojení.
Pro údržbu je potřeba zařízení vyměnit jako celek.
Scénáře aplikace:
Interní proudové transformátory pro 110 kV a vyšší GIS a transformátory integrované v inteligentních vypínačích.
V. Průmyslové trendy a dopady
Digitální upgrade
V inteligentních rozvodnách musí CT podporovat protokol IEC 61850 a vydávat digitální signály (jako je slučovací jednotka MU) pro přenos dat v reálném čase a synchronizaci.
Například elektronické CT se kombinují s inteligentními terminály (IED), aby nahradily tradiční analogové získávání veličin.
Požadavky na širokopásmové měření
Integrace nových zdrojů energie vede ke zvýšení harmonických a transformátory proudu vyžadují širokopásmovou odezvu (např. 0,1 Hz - 1kHz), aby bylo možné přesně měřit ne-základní proudy.
Řešení: Použijte Rogowského cívky nebo optický senzor, abyste se vyhnuli omezením frekvenční odezvy jádra.
Technologie proti-saturaci
Zvýšení zkratového{0}}proudu vyžaduje, aby CT používaly anti-techniky saturace (jako je třída TPY, třída TPZ), aby byla zajištěna spolehlivá ochrana.
Charakteristika třídy TPY: zbytková magnetická Méně než nebo rovna 10 %, vhodné pro diferenciální ochranu.
Miniaturizace a integrace
Městské rozvodny jsou náročné na prostor a CTS směřuje k miniaturizaci a nízké spotřebě energie.
Například slitinová jádra se používají ke snížení objemu a hmotnosti.
